【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种复合活性材料及其制备方法以及电极极片和锂离子电池。
技术介绍
1、作为一种新型的化学电源，锂离子电池由于具有体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应等优势成为研究的热点，广泛应用于移动设备、电动汽车等能源领域中。活性材料作为电池的关键组成部分，直接决定了电池的比能量、循环寿命等多项性能。但是，目前商业化的电池采用有机溶剂复合锂盐作为电解液，在循环过程中在有机电解液与活性材料接触部分会发生副反应，造成活性物质溶解和结构破坏等影响，进一步导致锂离子电池性能的恶化。现有研究学者通过在活性材料表面包覆一层解决上述缺陷，减少其与有机电解液的有效接触，保护电极材料不被有机电解液侵蚀，进而维持锂电池性能的稳定。
2、目前工业上对活性材料包覆的方法主要分为干法和湿法包覆两种，但对于这两种包覆方法而言，干法包覆受到当前设备性能的限制，无法在电极材料上形成均匀的包覆层，而湿法包覆需要采用可溶性盐、沉淀剂或者络合剂，增加了材料采购成本。纵观目前的报道，涉及的包覆材料种类有很多，如金属盐类、金属氧化物或者卤化物电解质等，尽管该包覆层可以隔绝与有机电解液的直接接触，但在包覆过程需要水、醚类或醇类等溶剂，这可能在合成过程中极易引入水分，尤其是对于正极材料，这会大大降低活性材料的电池性能以及对电池的安全性能提升较小；当然也有研究学者采用相变石蜡作为包覆层，但这类物质不具有导通锂离子的能力，因此包覆以后会影响活性材料的离子电导率。
3、cn109494370a公开了一种锂电池电极材料的包覆方法及含包覆层
4、cn113054196a公开了一种锂浆料电池正极活性材料改性的新方法:具体采用高导电多孔石墨烯作为包覆材料，通过离子液体和硅烷偶联剂作界面连接材料，提高复合材料包覆界面结合力，进而提高活性材料在流动浆料中的结构稳定性。该专利虽然采用高导电材料作包覆层，采用离子液体作界面连接剂，存在成本高，毒性大的缺点，且在制备过程步骤繁琐，通过回流的方式制备产物的回收率较低的缺点。
5、研究和开发一种具有较好的离子电导率和安全性的锂电池活性材料具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的活性材料电导率和安全性差的缺陷问题，提供一种复合活性材料及其制备方法以及电极极片和锂离子电池，该复合活性材料采用高熔点共晶电解质作为包覆层，进而能够提高锂离子电池的安全性和倍率性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种复合活性材料，所述复合活性材料包括活性材料以及包覆在所述活性材料的外表面的包覆层，其中，所述包覆层为共晶电解质。
3、本专利技术第二方面提供了一种前述所述的复合活性材料的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
4、(1)将氢键受体和氢键给体混合，得到共晶电解质的前驱体；
5、(2)将活性材料和所述共晶电解质的前驱体接触并进行加热处理，直到固相共晶电解质前驱体转变成粘流态的共晶电解质包裹在活性材料表面；再经冷却至室温，得到固相包覆的复合活性材料。
6、本专利技术第三方面提供了一种电极极片，其中，所述电极极片包括复合活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂，所述复合活性材料为前述所述的复合活性材料。
7、本专利技术第四方面提供了一种锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括所述的电极极片。
8、通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是在包覆过程中不需要其他溶剂，将其应用于电极材料时利用共晶电解质能够在温升过程发生相变的特性进行吸热，提高电极材料的安全性，同时能够提高电极材料的离子电导率，进而增强电池的倍率性能。另外，采用共晶电解质通过相变作为一种“绿色"保护层进行包覆活性材料，能够降低成本且减少对环境的污染。
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1.一种复合活性材料，所述复合活性材料包括活性材料以及包覆在所述活性材料的外表面的包覆层，其特征在于，所述包覆层为共晶电解质。
2.根据权利要求1所述的复合活性材料，其中，所述共晶电解质的熔点为40-220℃，进一步为60-200℃，更优选为80-140℃。
3.根据权利要求1或2所述的复合活性材料，其中，所述共晶电解质包括氢键受体和氢键给体；
4.根据权利要求3所述的复合活性材料，其中，所述氢键给体包括羧酸类和/或糖类；
5.根据权利要求3所述的复合活性材料，其中，所述氢键受体包括可溶性锂盐，优选地，所述可溶性锂盐包括有机锂盐和/或无机锂盐，优选为双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、硝酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、三氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、双(全氟乙基磺酰)亚胺锂、(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂和双草酸硼酸锂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的复合活性材料，其中，所述包覆层的厚度为5-500nm，优选为20-100nm。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的复合活性材料，其中，以所述复合活
8.一种权利要求1-7中任意一项所述的复合活性材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述共晶电解质的熔点为40-220℃，进一步为60-200℃，更优选为80-140℃；
10.一种电极极片，其特征在于，所述电极极片包括复合活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂，所述复合活性材料为权利要求1-7中任意一项所述的复合活性材料。
11.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求10所述的电极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种复合活性材料，所述复合活性材料包括活性材料以及包覆在所述活性材料的外表面的包覆层，其特征在于，所述包覆层为共晶电解质。
2.根据权利要求1所述的复合活性材料，其中，所述共晶电解质的熔点为40-220℃，进一步为60-200℃，更优选为80-140℃。
3.根据权利要求1或2所述的复合活性材料，其中，所述共晶电解质包括氢键受体和氢键给体；
4.根据权利要求3所述的复合活性材料，其中，所述氢键给体包括羧酸类和/或糖类；
5.根据权利要求3所述的复合活性材料，其中，所述氢键受体包括可溶性锂盐，优选地，所述可溶性锂盐包括有机锂盐和/或无机锂盐，优选为双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、硝酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、三氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、双(全氟乙基磺酰)亚胺锂、(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂和双草酸硼酸锂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖海宏，李久铭，黄文师，陈婷，杨琪，俞会根，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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