【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种复合正极活性材料、制备方法、复合正极和电池。
技术介绍
1、随着电子信息产品越来越轻便、薄和微型化和新能源汽车等动力系统电池需求的日益扩大，如今常用的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰三元材料，其中，钴酸锂的成本较高，热稳定性较差，安全性较低，磷酸铁锂的能量密度较小，锰酸锂、镍钴锰三元材料、富锂锰基正极材料等锰系正极材料具有成本低、资源丰富、无毒以及能量密度也较高等显著优点，但是在高温环境下，锰系正极材料的充放电容量迅速下降，成为制约其发展的主要缺点。相关研究表明，锰系材料容量衰减的主要原因是mn3+导致的jahn-teller效应以及电极材料同电解液的边界副反应带来的锰元素溶解。电解液中的hf会致使正极活性材料中的三价锰离子发生歧化反应，生成二价锰离子和四价锰离子，二价锰离子随电解液迁移至负极，在负极发生沉积，不断破坏负极侧的sei膜，sei膜重新生成需要锂离子，导致电池的循环性能下降。现有技术中，通过包覆的方式对电解液和锰系正极活性材料进行隔绝，包覆导致电解液无法很好的浸润正极，从而导致锂离子的传输受到影响，电池的倍率性能受到影响。而且，单层包覆对二价锰离子的溶出阻止效果有限。
2、以此亟需一种复合正极活性材料、复合正极来解决现有技术中存在的问题
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提供了一种复合正极活性材料，包括正极活性材料及第一包覆层和第二包覆层，通过选择导电聚合物为第一包覆层材料，选择卤化物固态
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供了一种复合正极活性材料，包含正极活性材料、第一包覆层和第二包覆层；
4、所述正极活性材料的颗粒表面依次包覆有所述第一包覆层和所述第二包覆层；
5、所述正极活性材料选自锰酸锂、富锂锰基正极材料、镍钴锰酸锂中的至少一种；
6、所述第一包覆层包括第一包覆材料，所述第一包覆材料包括导电聚合物；
7、所述第二包覆层包括第二包覆材料，所述第二包覆材料包括卤化物固态电解质。
8、在其中一些实施例中，所述导电聚合物选自聚吡啶、聚苯胺中的至少一种。
9、在其中一些实施例中，所述卤化物固态电解质的通式为lixmcly，其中，1≤x≤4，4≤y≤8；m为金属元素。
10、在其中一些实施例中，所述m选自v、cr、mn、zn、cd、fe、pb、in、y、al、sc、la、lu、ga、zr、hf、mg中的至少一种。
11、在其中一些实施例中，所述导电聚合物的单体和正极活性材料的质量比为(1-10)：(90-99)。
12、在其中一些实施例中，所述正极活性材料包覆第一包覆层形成第一正极活性材料；所述第一正极活性材料与第二包覆层的质量比为(95-99)：(1-5)。
13、第二方面，本专利技术提供一种复合正极活性材料的制备方法，包含以下步骤：
14、s1：正极活性材料与水混合，调节ph至第一ph值，加入导电聚合物的单体，得到溶液a；氧化剂与水混合，调节ph至第二ph值，得到溶液b；温度-5-5℃下，溶液a与溶液b混合，反应，得到第一正极活性材料；
15、s2：s1制备的第一正极活性材料与第二包覆材料混合，形成第二包覆层，得到复合正极活性材料。
16、在其中一些实施例中，所述第一ph值为2-4。
17、在其中一些实施例中，所述第二ph值为2-4。
18、在其中一些实施例中，步骤s1中反应时间为2-4h。
19、在其中一些实施例中，步骤s1中，使用酸性介质进行ph调节，所述酸性介质选自盐酸、硫酸中的至少一种。
20、在其中一些优选的实施例中，所述酸性介质为盐酸。
21、在其中一些实施例中，所述酸性介质的浓度为0.8-1.5mol/l；优选地，所述酸性介质的浓度为0.9-1.2mol/l。
22、在其中一些实施例中，步骤s1中，所述氧化剂选自过硫酸铵、过氧化氢、钒酸钠、重铬酸钾中的至少一种。
23、在其中一些实施例中，步骤s2中混合的方式为球磨，球磨的速度为150-350rpm，球磨的时间为1-10h。
24、第三方面，本专利技术提供了一种复合正极，包括如第一方面所述的复合正极活性材料或如第二方面所述制备方法制备的复合正极活性材料。
25、在其中一些实施例中，所述复合正极中，所述复合正极活性材料的质量占比为78％-99％。
26、第四方面，本专利技术提供了一种电池，包含上述所述复合正极活性材料制备的复合正极，电解液以及负极。
27、在其中一些实施例中，所述复合正极的制备方法，包含以下步骤：
28、将复合正极活性材料辊压，得到复合正极膜，将复合正极膜与集体流辊压结合，得到复合正极。
29、在其中一些实施例中，所述辊压的压力为550-650kpa，辊压的时间为3-10min，辊压温度为55-65℃。
30、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
31、1、在正极活性材料表面形成包覆层，可有效阻隔电解液与正极活性材料的接触，有效防止正极与电解液之间副反应的发生，有效改善电池的循环性能。
32、相较于单层包覆，双层包覆的阻隔效果更好。
33、2、包覆材料选用聚吡啶、聚苯胺，可以提高正极材料的导电性能，进而降低电池的内阻，同时可有效改善锂离子在包覆层的传输，包覆对电池的倍率性能的影响更小；聚吡啶、聚苯胺，可以与mn2+发生络合，增强第一包覆层对mn2+的阻挡效果；
34、4、卤化物固态电解质具备较高的室温电导率(≥1×10-3s/cm)，选择卤化物固态电解质能够提升材料的循环稳定性的同时不会牺牲材料的放电容量和倍率性能；
35、5、本专利技术还提供了复合正极活性材料的制备方法，采用先湿法包覆再干法包覆的包覆方式实现聚合物和卤化物固态电解质的双重包覆，制备得到的复合正极活性材料制备的电池的寿命高，2c放电容量保持率高。
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1.一种复合正极活性材料，其特征在于，包含正极活性材料、第一包覆层和第二包覆层；
2.根据权利要求1所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述导电聚合物选自聚吡啶、聚苯胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述卤化物固态电解质的通式为LixMCly，其中，1≤x≤4，4≤y≤8；M为金属元素。
4.根据权利要求3所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述M选自V、Cr、Mn、Zn、Cd、Fe、Pb、In、Y、Al、Sc、La、Lu、Ga、Zr、Hf、Mg中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述导电聚合物的单体和正极活性材料的质量比为1-10：90-99。
6.根据权利要求1所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包覆第一包覆层形成第一正极活性材料；所述第一正极活性材料与第二包覆层的质量比为95-99：1-5。
7.权利要求1-6任一项所述的复合正极活性材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
8.一种复合正极，其特征在于
9.根据权利要求8所述的复合正极，其特征在于，所述复合正极中，所述复合正极活性材料的质量占比为78％-99％。
10.一种电池，其特征在于，包含权利要求8所述复合正极，电解液以及负极。
...【技术特征摘要】
1.一种复合正极活性材料，其特征在于，包含正极活性材料、第一包覆层和第二包覆层；
2.根据权利要求1所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述导电聚合物选自聚吡啶、聚苯胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述卤化物固态电解质的通式为lixmcly，其中，1≤x≤4，4≤y≤8；m为金属元素。
4.根据权利要求3所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述m选自v、cr、mn、zn、cd、fe、pb、in、y、al、sc、la、lu、ga、zr、hf、mg中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合正极活性材料，其特征在于，所述导电聚合物的单体和正极活...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜孝龙，冯玉川，李峥，
申请(专利权)人：清陶乌海能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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