掺杂包覆方法、采用该方法对三元正极材料改性的方法和应用与流程

技术特征：
1.一种掺杂包覆方法，其特征在于，所述掺杂包覆方法包括以下步骤：(1)将掺杂包覆添加剂与助溶剂混合，预烧后进行洗涤，干燥后得到低熔点添加剂；(2)采用所述的低熔点添加剂，利用烧结的方法，对待改性材料进行掺杂处理和/或包覆处理。2.根据权利要求1所述的掺杂改性方法，其特征在于，步骤(1)所述掺杂包覆添加剂独立地包括钛、铝、锌、钙、镁、锆、钪、钇、铈或钒的氧化物或氢氧化物中的至少一种；优选地，步骤(1)所述助溶剂包括锂、钠或钾的卤化物、碳酸盐或氢氧化物中的至少一种，所述卤化物包括氟化物、氯化物或溴化物中的至少一种；优选地，步骤(1)所述助溶剂包括第一助溶剂、第二助溶剂和第三助溶剂，所述第一助溶剂和第二助溶剂选自卤化物或碳酸盐中的两种，所述第三助溶剂为氢氧化物；优选地，所述第一助溶剂、第二助溶剂和第三助溶剂的摩尔比为(0～5):(0～5):(0～5)，优选为(0.1～2):(0.1～2):(1～2)；优选地，步骤(1)所述掺杂包覆添加剂与所述助溶剂的质量比为1:(0.8～20)，优选为1:(2～10)。3.根据权利要求1或2所述的掺杂包覆方法，其特征在于，步骤(1)所述混合在高速混合机内进行，所述混合的时间为5min～10min；优选地，步骤(1)所述预烧结的升温速度为3℃/min～15℃/min；优选地，步骤(1)所述预烧结的温度为500℃～1200℃；优选地，步骤(1)所述预烧结的时间为2h～8h。4.根据权利要求1
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3任一项所述的掺杂包覆方法，其特征在于，所述方法在步骤(1)所述预烧结后洗涤之前进行粉碎的步骤；优选地，步骤(1)所述洗涤采用的洗涤剂为水；优选地，所述洗涤的过程中，固液比为1:(1～3)；优选地，所述洗涤的过程中伴有搅拌，所述搅拌的转速为400rpm～600rpm；优选地，所述洗涤的温度为40℃～60℃；优选地，所述洗涤的时间为20min～30min；优选地，所述洗涤的重复次数为2次～3次；优选地，步骤(1)研磨至所述低熔点添加剂的粒径小于0.8μm。5.根据权利要求1
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4任一项所述的掺杂包覆方法，其特征在于，步骤(2)所述待改性材料包括电极材料或快离子导体中的至少一种。6.一种采用权利要求1
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5任一项所述的掺杂包覆方法对三元正极材料改性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)采用权利要求1
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5任一项所述的方法制备所述的低熔点添加剂；(b)将三元正极活性物质与掺杂剂混合，一次烧结，得到一次烧结产物；(c)将所述一次烧结产物破碎，然后与包覆剂混合，二次烧结，得到改性的三元正极材料；其中，步骤(b)所述掺杂剂和步骤(c)所述包覆剂均选自于步骤(a)所述的低熔点添加剂。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(b)所述掺杂剂的用量为所述三元正
极活性物质质量的0％～1％且不含0％；优选地，步骤(b)所述一次烧结的温度为820℃～910℃；优选地，步骤(b)所述一次烧结的时间为5h～20h。优选地，步骤(c)所述掺杂剂的用量为所述一次烧结产物质量的0.01～1％；优选地，步骤(c)所述二次烧结的温度为300℃～800℃；优选地，步骤(c)所述二次烧结的时间为1h～8h。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)将掺杂添加剂与助溶剂混合，预烧后进行洗涤，干燥后得到低熔点掺杂添加剂，然后用乙醇作为分散剂进行湿法研磨0.5h～2h，使低熔点掺杂添加剂的粒度小于0.8μm；将包覆添加剂与助溶剂混合，预烧后进行洗涤，干燥后得到低熔点包覆添加剂，然后用乙醇作为分散剂进行湿法研磨0.5h～2h，使低熔点包覆添加剂的粒度小于0.8μm；(b)将三元正极活性物质与低熔点掺杂添加剂混合，所述低熔点掺杂添加剂的用量为所述三元正极活性物质质量的0％～1％且不含0％，820℃～910℃烧结5h～20h，得到一次烧结产物；(c)将所述一次烧结产物破碎，然后与低熔点包覆添加剂混合，所述低熔点包覆添加剂的用量为所述一次烧结产物质量的0.01～1％，300℃～800℃烧结1h～8h，得到改性的三元正极材料。9.一种采用权利要求6
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8任一项所述方法制备得到的改性三元正极材料，其特征在于，所述改性三元正极材料包括具有掺杂元素的三元正极材料内核，以及包覆于所述三元正极材料内核表面的包覆层，所述包覆层中包含包覆元素。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求9所述的改性三元正极材料。

技术总结
本发明公开了一种掺杂包覆方法、采用该方法对三元正极材料改性的方法和应用，所述掺杂包覆方法包括以下步骤：1)将掺杂包覆添加剂与助溶剂混合，预烧后进行洗涤，干燥后得到低熔点添加剂；2)采用所述的低熔点添加剂，利用烧结的方法，对待改性材料进行掺杂处理和/或包覆处理。本发明的方法可以适当降低掺杂和包覆的烧结温度和时间，可以适当提高掺杂的均一度和包覆结合牢固程度，还可以降低工艺要求，具有广阔的应用前景。有广阔的应用前景。有广阔的应用前景。


技术研发人员：万江涛 张宁 张勇杰 刘满库 刘海松 江卫军
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技有限公司
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/11/4