CN113488643A - 一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，属于锂离子电池正极材料领域。利用原子沉积系统，利用载气将铝源和氧源依次载入到锂离子电池三元正极材料电极片表面：先在锂离子电池三元正极电极片表面上吸附一层铝源，再将氧源与吸附的一层铝源进行化合反应生成氧化铝层；重复氧化铝层的循环圈数，即在锂离子电池三元正极电极片表面上沉积氧化铝薄膜，实现对锂离子电池三元正极材料表面的包覆改性。本发明所述一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，制备周期短、方法安全简单、能耗低、所需设备简单，适应于各种三元正极材料的改性。

Description

一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法
技术领域
本发明属于锂离子电池正极材料领域，具体涉及一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法。
背景技术
化石燃料大量消耗，人类面临空前的能源危机和环境污染问题。锂离子电池因能量密度高、循环寿命长、绿色环保等优点，被广泛应用在人类生活的方方面面。而锂离子电池正极材料比容量低，性能衰减快，严重制约着锂离子电池的发展。三元正极材料，尤其是高镍三元正极材料因镍、钴、锰协同作用，相比其他正极材料，容量更高、循环性能良好，价格适中，是实现锂离子电池300～350Wh/kg能量密度的重要材料，但三元正极材料仍存在诸多问题：比如其较容易与电解液发生副反应，导致表面结构重构，过渡金属溶解，导致微裂纹的产生，而微裂纹又会暴露出更多的反应位点，进一步导致相变的产生及微裂纹的扩展。三元正极材料与电解液的副反应是其性能衰退极为关键的因素。
针对以上问题，学者探索采用各种方式进行改性，其中在三元正极材料颗粒表面进行包覆是最有效的方式之一，但是存在着制备方法复杂、原材料昂贵、副产物污染环境、性能改善有限等局限性。因此，开发一种简单且有效抑制三元正极材料与电解液副反应，进而改善其性能衰退的方法是非常有必要的。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，制备周期短、方法安全简单、能耗低、所需设备简单，适应于各种三元正极材料的改性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，利用原子沉积系统，利用载气将铝源和氧源依次载入到锂离子电池三元正极材料电极片表面：先在锂离子电池三元正极电极片表面上吸附一层铝源，再将氧源与吸附的一层铝源进行化合反应生成氧化铝层；重复氧化铝层的循环圈数，即在锂离子电池三元正极电极片表面上沉积氧化铝薄膜，实现对锂离子电池三元正极材料表面的包覆改性。
优选地，载气为氮气。
优选地，铝源为三甲基铝。
优选地，氧源为水。
优选地，在100～120℃下将铝源和氧源依次载入到锂离子电池三元正极材料电极片表面。
优选地，在锂离子电池三元正极电极片表面上吸附一层铝源，即完成铝源的载入，然后使用载气吹扫清除多余的铝源；将氧源与吸附的一层铝源进行化合反应生成氧化铝层，即完成氧源的载入，然后使用载气吹扫清除多余的氧源；其中，将铝源载入后使用载气吹扫20～30s，将氧源载入后使用载气吹扫35～45s。
优选地，铝源和氧源的载入时间比为(0.01～0.03):(0.1～0.3)。
优选地，铝源和氧源的暴露时间比为(6～10):(6～10)。
优选地，锂离子电池三元正极材料为NCA、NCM111、NCM523、NCM622或NCM811。
优选地，循环圈数为5～50圈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，通过利用原子沉积系统，在锂离子电池三元正极材料电极片表面先后依次载入铝源和氧源、并反应生成氧化铝层；此外，本发明所述制备方法中直接在制备好的极片上沉积，相比于在正极颗粒上沉积工艺过程简单，包覆均匀；通过该方法形成极薄的氧化铝保护膜层能防止三元正极材料与电解液之间的副反应，抑制电解液与残余水分反应产生的HF对电极材料的腐蚀，防止过渡金属的溶解，部分缓解由循环期间内颗粒引起的应力变化，避免性能的快速衰退，适合大规模生产。
进一步地，通过选择载气为氮气、铝源为三甲基铝、氧源为水，使得该方法适用于成本低廉的反应投料体系，有效降低改性成本。
进一步地，所述方法中，能够在100～120℃下将铝源和氧源，并在该条件下进行氧化铝的化合，避免了高能耗反应工艺条件的使用，同时能够适用于现有设备体系，无需进行改造，适用于工业化推广。
进一步地，本发明所述制备方法中所需的沉积圈数较少，时效短，有利于快速大规模生产。
综上所述，本发明所述一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，具有以下优点：
(1)本发明直接在锂离子电池三元正极电极片进行生长氧化铝薄膜，所需设备简单，工艺简单，能耗低，适合大规模生产。
(2)本发明所需反应温度低，节能环保。
(3)本发明适应于多种三元正极材料的改性。
(4)本发明沉积循环次数少，反应时间短，能够快速大规模生产。
附图说明
图1为实施例1提供的沉积SEM图；
图2为实施例1提供的沉积EDS Mapping图；其中，(a)为包覆后的颗粒形貌，(b)为碳的分布能谱，(c)为氧的分布能谱，(d)为铝的分布能谱，(e)为锰的分布能谱，(f)为镍的分布能谱；
图3为实施例1提供的循环性能图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供的一种锂离子电池三元正极电极片表面包覆改性方法，包括以下步骤：
将制备好的锂离子电池三元正极电极片放入原子沉积系统腔体中，用氮气作为载气将铝源通入腔体，将铝源吸附在锂离子电池三元正极电极片表面，再通入氮气，将多余的铝源吹扫清除。之后通入以氮气作为载气通入氧源，氧源与吸附在锂离子电池三元正极电极片表面的铝源在一定温度下反应，生成氧化铝；循环一定圈数，直接在锂离子电池三元正极电极片进行生长氧化铝薄膜，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层，实现对锂离子电池三元正极材料表面的包覆改性。
优选地，铝源和氧源分别为三甲基铝和水。
优选地，在100～120℃下将铝源和氧源依次载入到锂离子电池三元正极材料电极片上。
优选地，将铝源载入后使用载气吹扫20～30s，待载入氧源后吹扫35～45s。
优选地，铝源和氧源的载入时间比为(0.01～0.03):(0.1～0.3)。
优选地，铝源和氧源的暴露时间比为(6～10):(6～10)。
优选地，步骤中所述的锂离子电池三元正极材料为NCA、NCM111、NCM523、NCM622、NCM811。
优选地，循环圈数为5～50圈。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案并予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为40s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层(记为AO-10)。
实施例2
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为20s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为40s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例3
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为30s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为40s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例4
将制备好的锂离子电池NCM523电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为6s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为10s,氮气吹扫时间为35s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例5
将制备好的锂离子电池NCM111电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例6
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为100℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环5圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例7
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为120℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环15圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例8
将制备好的锂离子电池NCA电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为10s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为6s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环15圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例9
将制备好的锂离子电池NCM622电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环45圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例10
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环5圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例11
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环50圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例12
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.01s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环20圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例13
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.03s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环30圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例14
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.2s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例15
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.3s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环40圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例16
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为7s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例17
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为9s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为8s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例18
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为7s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环10圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
实施例19
将制备好的锂离子电池NCM811电极片放入原子沉积系统腔体中，反应温度为110℃。用氮气作为载气将三甲基铝通入腔体载入时间0.02s，暴露时间为8s，氮气吹扫时间为25s，去离子水通入时间为0.1s，暴露时间为9s,氮气吹扫时间为45s，氧源与吸附在正极片表面的铝源反应，生成氧化铝，此为一个循环，如此循环50圈，即在电极上沉积一定厚度的氧化铝保护膜层。
由于上述实施例改性得到锂离子电池三元正极电极片结构及性能基本相同，故以下仅对实施例1改性得到锂离子电池三元正极电极片结构及性能进行说明。
对改性得到的三元正极材料电极片进行扫描电镜形貌拍摄及EDS Mapping能谱表征，结果如图1和图2所示。由图1和图2可知，在NCM811极片表面包覆有均匀的薄膜层，活性物质颗粒表面出现均匀而强烈的的铝和氧信号，证明氧化铝在电极表面均匀的包覆。
对改性得到的材料进行性能表征，结果如图3所示，由图3可知，在2.7-4.3V电压区间内，1C倍率下，100圈循环后AO-10容量保持率为94.62％，远超原始材料76.36％的容量保持率，说明本发明实施例对三元正极材料具有显著的保护作用。
需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，利用原子沉积系统，利用载气将铝源和氧源依次载入到锂离子电池三元正极材料电极片表面：先在锂离子电池三元正极电极片表面上吸附一层铝源，再将氧源与吸附的一层铝源进行化合反应生成氧化铝层；
重复氧化铝层的循环圈数，即在锂离子电池三元正极电极片表面上沉积氧化铝薄膜，实现对锂离子电池三元正极材料表面的包覆改性。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，载气为氮气。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，铝源为三甲基铝。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，氧源为水。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，在100～120℃下将铝源和氧源依次载入到锂离子电池三元正极材料电极片表面。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，在锂离子电池三元正极电极片表面上吸附一层铝源，即完成铝源的载入，然后使用载气吹扫清除多余的铝源；
将氧源与吸附的一层铝源进行化合反应生成氧化铝层，即完成氧源的载入，然后使用载气吹扫清除多余的氧源；
其中，将铝源载入后使用载气吹扫20～30s，将氧源载入后使用载气吹扫35～45s。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，铝源和氧源的载入时间比为(0.01～0.03):(0.1～0.3)。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，铝源和氧源的暴露时间比为(6～10):(6～10)。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，锂离子电池三元正极材料为NCA、NCM111、NCM523、NCM622或NCM811。
10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料表面包覆改性方法，其特征在于，循环圈数为5～50圈。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114156478A (zh) * 2021-11-30 2022-03-08 厦门韫茂科技有限公司 一种包覆共嵌式薄膜的正极材料、制备方法及锂离子电池

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120077082A1 (en) * 2010-06-14 2012-03-29 Lee Se-Hee Lithium Battery Electrodes with Ultra-thin Alumina Coatings
CN104409692A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种锂离子电池电极材料的改性方法
KR20160005999A (ko) * 2014-07-08 2016-01-18 주식회사 엘지화학 고전압 리튬 이차전지용 표면 코팅된 양극 활물질 및 이를 포함하는 고전압 리튬 이차전지
CN105428597A (zh) * 2015-12-18 2016-03-23 苏州大学 钠离子电池负极的制备及改性方法
CN107195859A (zh) * 2017-05-19 2017-09-22 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种弥散电池的制备方法
CN108767212A (zh) * 2018-05-07 2018-11-06 欣旺达电子股份有限公司 锂离子电池、表面修饰改性三元材料及制备方法
CN110943205A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 天津师范大学 原子层沉积修饰的钾离子电池石墨负极改性方法及其应用
CN110993887A (zh) * 2019-12-31 2020-04-10 恩创动力设备(南京)有限公司 一种金属氧化物包覆锂离子电池正极的制备方法
CN111129435A (zh) * 2019-12-20 2020-05-08 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种薄膜锂电池及界面修饰层的制备方法
WO2020251710A2 (en) * 2019-05-14 2020-12-17 The Curators Of The University Of Missouri Fluorination of al2o3 coating for lithium-ion battery
CN112186135A (zh) * 2020-09-23 2021-01-05 西安交通大学 一种包覆有金属氧化物层的氟磷酸钒钠电极及其制备方法
CN112467121A (zh) * 2020-12-03 2021-03-09 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及其制备方法和应用

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120077082A1 (en) * 2010-06-14 2012-03-29 Lee Se-Hee Lithium Battery Electrodes with Ultra-thin Alumina Coatings
KR20160005999A (ko) * 2014-07-08 2016-01-18 주식회사 엘지화학 고전압 리튬 이차전지용 표면 코팅된 양극 활물질 및 이를 포함하는 고전압 리튬 이차전지
CN104409692A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种锂离子电池电极材料的改性方法
CN105428597A (zh) * 2015-12-18 2016-03-23 苏州大学 钠离子电池负极的制备及改性方法
CN107195859A (zh) * 2017-05-19 2017-09-22 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种弥散电池的制备方法
CN108767212A (zh) * 2018-05-07 2018-11-06 欣旺达电子股份有限公司 锂离子电池、表面修饰改性三元材料及制备方法
CN110943205A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 天津师范大学 原子层沉积修饰的钾离子电池石墨负极改性方法及其应用
WO2020251710A2 (en) * 2019-05-14 2020-12-17 The Curators Of The University Of Missouri Fluorination of al2o3 coating for lithium-ion battery
CN111129435A (zh) * 2019-12-20 2020-05-08 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种薄膜锂电池及界面修饰层的制备方法
CN110993887A (zh) * 2019-12-31 2020-04-10 恩创动力设备(南京)有限公司 一种金属氧化物包覆锂离子电池正极的制备方法
CN112186135A (zh) * 2020-09-23 2021-01-05 西安交通大学 一种包覆有金属氧化物层的氟磷酸钒钠电极及其制备方法
CN112467121A (zh) * 2020-12-03 2021-03-09 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及其制备方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114156478A (zh) * 2021-11-30 2022-03-08 厦门韫茂科技有限公司 一种包覆共嵌式薄膜的正极材料、制备方法及锂离子电池
CN114156478B (zh) * 2021-11-30 2023-09-05 厦门韫茂科技有限公司 一种包覆共嵌式薄膜的正极材料、制备方法及锂离子电池

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