【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，特别涉及一种滑环导锂聚合物包覆的复合正极材料及其制备方法与应用，具体涉及一种对硫化物固态电池充放电效率高且高温稳定的滑环导锂聚合物包覆镍基正极材料的复合正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、全固态电池采用对热稳定的固态电解质代替液体电解质，且兼具高能量密度以及稳定的循环效率，引起了广泛关注。硫化物固态电池的离子电导率高，但是仍存在充放电效率有待提升以及电解质与正极活性物质在高温条件下稳定性不足等问题。
2、为了提升充放电效率，目前的主要方法是提升固态电解质的离子电导率以此来降低阻抗。但是固态电解质在成膜后都有不同程度的降低，难以同时兼顾高压氧化、低压还原以及加工性能。
3、为了缓解镍基正极材料，如ncm(镍、钴、锰)，在循环过程中体积变化引起的材料粉化以及界面阻抗大的问题，目前主要采用增加固态电池循环过程中的压力以及添加氧化物/卤化物电解质夹层来解决。但是固态电池在循环过程中的加压也在一定程度上促进锂枝晶穿透电解质造成电池短路。同时，氧化物/卤化物也存在离子电导率不足等问题，在一定程度上降低了正极电势。
4、因此，开发充放电效率高且兼顾与硫化物电解质的高温稳定性的正极材料及其制备方法是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种滑环导锂聚合物包覆的复合正极材料及其制备方法与应用，所述复合正极材料采用环糊精(cd)与聚氧化乙烯(peo)和锂盐交联聚合形成柔性的
2、为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种复合正极材料，所述复合正极材料包括镍基正极材料和滑环导锂聚合物，所述滑环导锂聚合物包覆所述镍基正极材料；所述滑环导锂聚合物由环糊精与聚氧化乙烯和锂盐交联聚合而成。
3、具体地，本专利技术的复合正极材料具有包覆结构，其中核心为镍基正极材料，镍基正极材料的表面包覆有一层导锂聚合物膜层，该膜层由环糊精与聚氧化乙烯和锂盐交联聚合而成，具有良好的抗形变柔韧性，可抑制深度充放电时正极材料的粉化，从而提升充放电循环效果；同时，该柔韧导锂聚合物可有效填充镍基正极材料以及硫化物之间的缝隙，提升活性物质间及其与导锂添加剂间的接触效果，进而提升硫化物固态电池的传质效率以及充放电效率和循环稳定性。此外，该导锂聚合物与硫化物具有良好的兼容性和稳定性，适用于硫化物固态电池。
4、优选地，所述镍基正极材料的化学通式为linixcoymnzo2，其中x+y+z＝1；进一步优选地，所述镍基正极材料选自lini0.8co0.1mn0.1o2(ncm811)、lini0.83co0.12mn0.05o2(ncm83)、lini0.9co0.05mn0.05o2、lini0.7co0.15mn0.15o2、lini0.5co0.2mn0.3o2、lini1/3co1/3mn1/3o2、lini0.85co0.10mn0.05o2(ncm85)中的至少一种。
5、优选地，所述锂盐选自litfsi、lifsi、li(cf3so2)3c、lic4f9so3、lin(so2cf2cf3)2、lib(c2o4)2、libf4、libf3(c2f5)、liscn、lin(cn)2、lidfob、liodfb、lin(so2f)2、licf3so3、liclo4、liasf6、lisbf6中的至少一种。
6、本专利技术的第二方面提供了第一方面所述的复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)将环糊精与聚氧化乙烯溶解于磷酸缓冲盐溶液(pbs)中，冷藏交联，加入3-羟基-1-金刚烷甲酸和4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉氯化物，再溶解于有机溶剂中，去除游离的环糊精与聚氧化乙烯，冷冻干燥，得聚合物；
8、(2)将步骤(1)制得的聚合物与锂盐、镍基正极材料以及异氰酸酯，溶解于有机溶剂中，加热；凝胶后进行干燥，得滑环导锂聚合物包覆的镍基正极材料，即所述复合正极材料。
9、优选地，步骤(1)中，所述环糊精与聚氧化乙烯的质量比为(0.1-10)：1；进一步优选地，所述环糊精与聚氧化乙烯的质量比为(1-10)：1。
10、优选地，步骤(1)中，所述3-羟基-1-金刚烷甲酸的加入量占环糊精与聚氧化乙烯总质量的1-5％；进一步优选地，所述3-羟基-1-金刚烷甲酸的加入量占环糊精与聚氧化乙烯总质量的2-3％。
11、优选地，步骤(1)中，所述4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉氯化物的加入量占环糊精与聚氧化乙烯总质量的2-10％；进一步优选地，所述4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉氯化物的加入量占环糊精与聚氧化乙烯总质量的4-7％。
12、优选地，步骤(1)中，所述4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉氯化物分两次加入，两次加入量的质量比为(0.5-1.5)：1。
13、优选地，步骤(1)中，所述冷藏交联为在0-4℃条件下交联20-28小时。
14、优选地，步骤(1)中，所述有机溶剂包括二甲基亚砜(dmso)。
15、优选地，步骤(2)中，所述滑环聚合物、锂盐、镍基正极材料和异氰酸酯的质量比为(140-210)：(8-12)：(0.4-0.7)：1；进一步优选地，所述滑环聚合物、锂盐、镍基正极材料和异氰酸酯的质量比为(160-180)：(9-11)：(0.4-0.6)：1。
16、优选地，步骤(2)中，所述反应的温度为50-70℃。
17、优选地，步骤(2)中，所述反应的时间为20-28小时。
18、优选地，步骤(2)中，所述干燥为在100-120℃真空条件下干燥40-50小时。
19、优选地，步骤(2)中，所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺(dmf)。
20、优选地，步骤(2)中，所述异氰酸酯包括二环己基甲烷二异氰酸酯(hdmi)。
21、本专利技术的第三方面提供了一种正极，所述正极包括第一方面所述的复合正极材料，或者包括第二方面所述的制备方法制得的复合正极材料。
22、本专利技术的第四方面提供了一种硫化物固态电池，所述硫化物固态电池包括第三方面所述的正极。
23、本专利技术的上述技术方案相对于现有技术，至少具有如下技术效果或优点：
24、(1)本专利技术的复合正极材料利用环糊精与聚氧化乙烯和锂盐交联聚合形成的柔性的滑环导锂聚合物包覆镍基正极材料，有效抑制了深度充放电时正极材料的粉化，从而提升充放电循环效果；同时，复合正极材料的抗形变柔韧性，有效填充了镍极正极材料以及硫化物之间的缝隙，提升了活性物质间及其与导锂添加剂间的接触效果，从而进一步提升了硫化物固态电池的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料包括镍基正极材料和滑环导锂聚合物，所述滑环导锂聚合物包覆所述镍基正极材料；所述滑环导锂聚合物由环糊精与聚氧化乙烯和锂盐交联聚合而成。
2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述镍基正极材料的化学通式为LiNixCoyMnzO2，其中x+y+z＝1。
3.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述锂盐选自LiTFSI、LiFSI、Li(CF3SO2)3C、LiC4F9SO3、LiN(SO2CF2CF3)2、LiB(C2O4)2、LiBF4、LiBF3(C2F5)、LiSCN、LiN(CN)2、LiDFOB、LiODFB、LiN(SO2F)2、LiCF3SO3、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6中的至少一种。
4.一种如权利要求1至3任意一项所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述环糊精与聚氧化乙烯的质量比为(0.1-10)：1。
6.根据权利要求4所述的
7.根据权利要求4所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述聚合物、锂盐、镍基正极材料和异氰酸酯的质量比为(140-210)：(8-12)：(0.4-0.7)：1。
8.根据权利要求4所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的温度为50-70℃；和/或，所述反应的时间为20-28小时。
9.一种正极，其特征在于，所述正极包括权利要求1至3任意一项所述的复合正极材料，或者包括权利要求4至8任意一项所述的制备方法制得的复合正极材料。
10.一种硫化物固态电池，其特征在于，所述硫化物固态电池包括权利要求9所述的正极。
...【技术特征摘要】
1.一种复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料包括镍基正极材料和滑环导锂聚合物，所述滑环导锂聚合物包覆所述镍基正极材料；所述滑环导锂聚合物由环糊精与聚氧化乙烯和锂盐交联聚合而成。
2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述镍基正极材料的化学通式为linixcoymnzo2，其中x+y+z＝1。
3.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述锂盐选自litfsi、lifsi、li(cf3so2)3c、lic4f9so3、lin(so2cf2cf3)2、lib(c2o4)2、libf4、libf3(c2f5)、liscn、lin(cn)2、lidfob、liodfb、lin(so2f)2、licf3so3、liclo4、liasf6、lisbf6中的至少一种。
4.一种如权利要求1至3任意一项所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的复合正极材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伊麦，孙振，罗明，
申请(专利权)人：高能时代深圳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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