一种复合正极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863595A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211651422.6H01M10/42(2006.01)(22)申请日2022.12.21H01M4/02(2006.01)(71)申请人蜂巢能源科技（无锡）有限公司地址214100江苏省无锡市锡山经济开发区东部园大成路1066号(72)发明人尚旭王强王祖华张守祥请求不公布姓名(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659专利代理师徐浩(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/13(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种复合正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种复合正极材料及其制备方法和应用，所述复合正极材料包括正极材料内核和设置于所述正极材料内核表面的复合包覆层，所述复合包覆层由多元磷酸单酯化合物和多元环氧化合物在正极活性材料颗粒表面通过化学加成反应得到，本发明所述复合正极材料中，多元磷酸单酯化合物和多元环氧化合物在正极活性材料颗粒表面原位聚合反应生成包覆层，所述包覆层在正极活性材料处于高温的条件下能够有效对其颗粒表面进行封闭，并有效缓解正极活性材料与电解液或者负极材料的接触，减少副反应的发生，从而为正极材料及其锂离子电池提供优异的安全性能。CN115863595ACN115863595A权利要求书1/2页1.一种复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料包括正极材料内核和设置于所述正极材料内核表面的复合包覆层，所述复合包覆层由多元磷酸单酯化合物和多元环氧化合物在正极活性材料颗粒表面通过化学加成反应得到，所述多元磷酸单酯化合物包括含有两个或两个以上磷酸单酯结构的化合物，所述多元环氧化合物包括含有两个或两个以上三元环醚结构的化合物。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述磷酸单酯结构的结构式如式I所示：优选地，所述多元磷酸单酯化合物包括丙烯二磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、季戊四醇磷酸酯或乙烯雌酚二磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合。3.如权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述三元环醚结构的结构式如式II所示：优选地，所述多元环氧化合物包括乙二醇二缩水甘油醚、1,4‑丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、异氰尿酸三缩水甘油酯、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。4.如权利要求1‑3任一项所述的复合材料，其特征在于，所述正极材料内核包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂或富锂锰基正极材料中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述正极材料内核的粒径为1～10μm；优选地，所述正极材料内核的比表面积为0.1～1m2/g。5.一种如权利要求1‑4任一项所述复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将多元磷酸单酯化合物、正极活性材料和溶剂混合得到混合溶液A，将多元环氧化合物与溶剂混合得到混合溶液B；(2)将混合溶液A加热后将混合溶液B滴加入混合溶液A，反应得到所述复合正极材料。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述多元磷酸单酯化合物与多元环氧化合物的总质量与正极活性材料的质量比为(1～20):100。2CN115863595A权利要求书2/2页7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述多元磷酸单酯化合物的磷酸单酯结构与多元环氧化合物的三元环醚结构的摩尔比为k，0＜k＜1；优选地，所述溶剂包括乙醇、正丁醇、丙酮、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、N,N‑二甲基甲酰胺或N‑甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合。8.如权利要求5‑7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述滴加的同时进行搅拌；优选地，所述搅拌的速度为1000～5000rpm；优选地，所述反应的温度为25～120℃；优选地，所述反应的时间为2～8h。9.一种正极极片，其特征在于，所述正极片包含如权利要求1‑4任一项所述的复合正极材料。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。3CN115863595A说明书1/7页一种复合正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种复合正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]当前，锂离子电池越来越追求高能量密度和长效循环稳定性，利用液态电解液组装的锂离子电池容易出现热失控进而引发火灾甚