CN114551881A - 一种功能化改性包覆剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了功能化改性包覆剂一种功能化改性包覆剂及其制备方法与应用。所述改性包覆剂包括wLiNixCoyMn(1‑x‑y)O2·(1‑w)LiaMbOc；其中，LiaMbOc为包覆层，所述包覆层上伴随有氧化物；0.3≤x≤1，y≥0，且1‑x‑y≥0；M选自钴、铈、镍、锰、铝、锆、锶、钇中的至少一种；0＜w＜1，a＞0，b＞0，c＞0；所述氧化物包括钴、铈、镍、锰、铝、锆、锶、钇的氧化物。上述功能化改性包覆剂粒度分布窄，颗粒较小而蓬松，其蓬松轻质有利于在三元正极基材形成均匀包覆。

Description

一种功能化改性包覆剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种功能化改性包覆剂及其制备方法与应用。
背景技术
在电动汽车领域，人们普遍关心电动汽车的续航里程和安全性能。电动汽车最关键的部件在于锂离子电池，锂离子电池一般由正极、负极、隔膜和电解液组成，其中正极材料的性能直接决定了锂离子电池的能量密度、安全性能和使用寿命。
目前锂离子电池正极普遍采用插锂化合物，如LiMn2O4、LiFePO4、LiCoO2、三元正极材料Li(NixCoyMnz)O2。其中，三元正极材料因其具有更高的能量密度优势而成为了各大电池厂家的研究重点。然而，三元正极材料层状结构不稳定，需要通过其他改性手段稳定其结构，在这其中，包覆是比较普遍且行之有效的方法。
传统的包覆剂有金属氧化物、石墨烯、磷酸盐和导电聚合物等，但功能比较单一，导电子和导离子性能很难兼得，且很难提供容量、粒度分布大、容易结块。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：
提供一种功能化改性包覆剂。
该功能化改性包覆剂兼具导电子性和导离子性能，可用作为三元正极材料的包覆剂使用。
本发明所要解决的第二个技术问题是：
提供一种所述功能化改性包覆剂的制备方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是：
所述功能化改性包覆的锂离子正极材料的应用。
为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
所述改性包覆剂包括wLiNixCoyMn(1-x-y)O2·(1-w)LiaMbOc；
其中，LiaMbOc为包覆层，所述包覆层上伴随有氧化物；
0.3≤x≤1，y≥0，且1-x-y≥0；
M选自钴、铈、镍、锰、铝、锆、锶、钇中的至少一种；
0＜w＜1，a＞0，b＞0，c＞0；
所述氧化物包括钴、铈、镍、锰、铝、锆、锶、钇的氧化物。
所述功能化改性包覆剂的粒径为0.11μm-0.63μm。
所述功能化改性包覆剂十分蓬松轻质，颗粒细腻，粒度分布较窄，有利于在三元正极基材形成均匀包覆。
所述功能化改性包覆剂颗粒细腻，颗粒粒径优选为约200nm，颗粒包覆层厚度约47nm，与内核三元微粉相互协同，提高包覆剂的导离子和导电子性能，且能提供一定容量。
所述功能化改性包覆剂的制备方法中，正极材料LiNixCoyMn(1-x-y)O2与金属盐、燃料和助剂在低温燃烧下发生剧烈反应，通过自蔓延溶胶凝胶法生成了三元微粉/金属盐核壳结构复合产物，进一步煅烧得到功能化改性包覆剂。粗糙的金属盐壳层有助于提高所述功能化改性包覆剂的BET和表面能，使得其更容易附着到三元材料基材表面而不易发生位移和团聚，粗糙壳层在一定温度下起到粘结剂的作用并将三元微粉有效融合到基材表面，提高了包覆剂的包覆均匀性。
为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种制备所述功能化改性包覆剂的方法，包括以下步骤：
将正极材料、金属盐、燃料和助剂于溶剂中，干燥得到干凝胶，将所述干凝胶燃烧，得到所述改性包覆的锂离子正极材料。
根据本发明的一种实施方式，正极材料优选为正极微粉回收料。
所述燃烧包括低温燃烧和高温煅烧。
所述低温燃烧过程中，会产生大量气体，从而获得蓬松的产物和包覆于产物的一层粗糙的氧化物。
所述高温煅烧主要用于除去残留有机物。
根据本发明的一种实施方式，将所述正极材料LiNixCoyMn(1-x-y)O2溶于有机溶剂中，并通过搅拌轴偏心盘高速运转，带动物料和研磨介质发生高效相对运动，得到微粉分散液。
根据本发明的一种实施方式，一种制备所述功能化改性包覆剂的方法，包括以下步骤：
溶解所述金属盐、所述燃料和所述助剂于溶剂中，得到混合溶液。
将混合溶液加到所述微粉分散液中，经搅拌、水浴蒸发得到黑色粘稠液体，移至烘箱中烘干形成疏松多孔的干凝胶；
将所述干凝胶引燃，获得轻质产物，再煅烧去除残留有机物，制得所述改性包覆剂。
根据本发明的一种实施方式，所述研磨优选为湿法研磨。
湿法研磨，是指物料在进料泵的作用下进入研磨腔，通过搅拌轴偏心盘高速运转带动物料和研磨介质发生高效相对运动，物料固体颗粒被有效分散、剪切研磨，经动态大流量转子缝隙分离过滤器后，得到窄粒度颗粒分散液。
根据本发明的一种实施方式，所述有机溶剂包括正辛烷，正庚烷，十二烷，乙醇，丙酮中的至少一种。
根据本发明的一种实施方式，所述有机溶剂与LiNixCoyMn(1-x-y)O2的质量比为(0.1-100)：1。
根据本发明的一种实施方式，所述研磨方式为湿法研磨、球磨、气流磨、机械磨中的至少一种。
根据本发明的一种实施方式，所述研磨时间为0.1h～6h。
根据本发明的一种实施方式，所述搅拌轴偏心盘转速为500～4000rpm。
根据本发明的一种实施方式，所述微粉分散液的粒度D50为0.1～1μm。
根据本发明的一种实施方式，所述微粉分散液的粒度D99为0.3～2μm。
D50、D90为粒径大小的参数，代表的含义是50％、90％的颗粒尺寸在所测得的尺寸值内。
所述LiNixCoyMn(1-x-y)O2可以选自工业生产过程中额外产生的三元微粉回收料。
根据本发明的一种实施方式，所述的水浴蒸发的温度为60～95℃，也可为油浴。
根据本发明的一种实施方式，所述烘箱烘干温度为100～150℃，烘干时间为12～48h。
根据本发明的一种实施方式，所述煅烧在管式炉中进行煅烧。
根据本发明的一种实施方式，所述管式炉煅烧温度为400～800℃，升温速率为1～10℃/min，煅烧气氛为空气或氧气，时间为1～8h。
根据本发明的一种实施方式，所述包覆剂按如下反应制得：
LiNixCoyMn(1-x-y)O2+4Co(NO3)2·6H2O+2Ce(NO3)3·6H2O+2C6H8O7+2C2H3LiO2+C6H12N4+14O2→LiNixCoyMn(1-x-y)O2·Li2(Co2Ce)O6+Co2O3+CeO2+2N2+6NO+8NO2+22CO2+47H2O。反应条件：≥200℃空气中引燃。
根据本发明的一种实施方式，所述金属盐包括硝酸钴、硝酸铈、硝酸镍、硝酸锰、硝酸铝、硝酸锆、硝酸钇、硝酸锶中的至少一种。
根据本发明的一种优选实施方式，所述金属盐还包括醋酸锂。所述醋酸锂，熔点低，在280℃左右即可溶解，在反应中起到还原剂的作用，并提供部分锂源。
所述金属盐选用硝酸盐为主，使得金属盐在低温下能够快速反应、并产生较多气体，从而得到轻质细腻的功能化改性包覆剂，该功能化改性包覆剂粒度分布窄，颗粒较小而蓬松，其蓬松轻质有利于其作为包覆物质时在三元正极基材形成均匀包覆。
所述金属盐也可以选择非硝酸盐，但在金属盐中需要以硝酸盐为主，其它金属盐不具备低温下快速反应产生气体从而得到蓬松轻质产物的效果。
根据本发明的一种实施方式，所述燃料包括醋酸锂、柠檬酸、尿素、氨基乙酸中的至少一种。
根据本发明的一种实施方式，所述助剂包括六次甲基四胺、十二烷基苯磺酸钠，十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
所述助剂优选为六次甲基四胺，六次甲基四胺作为表面活性剂和乳化剂，主要是使得LiNixCoyMn(1-x-y)O2分散于有机溶剂后得到的微粉分散液，以及与硝酸盐溶液一起乳化分散得到乳浊液，从而进一步干燥得到疏松多孔的干凝胶，有助于点燃发生低温燃烧。
当助剂不为六次甲基四胺时，容易在产物中引入Na、S、Br等杂质元素。
根据本发明的一种实施方式，所述LiNixCoyMn(1-x-y)O2的质量与所述金属盐、所述燃料和所述助剂的质量和之比为(0.01-1)：1。
所述功能化改性包覆剂的制备方法中，正极材料LiNixCoyMn(1-x-y)O2的质量与所述金属盐、所述燃料和所述助剂的质量和之比在合适范围内，从而使得反应能正常进行且充分，从而抑制副产物生成。
所述金属盐如果占比过多，低温燃烧反应将无法进行。
正极材料LiNixCoyMn(1-x-y)O2的质量也不能过多，因为如若不参与低温燃烧反应的LiNixCoyMn(1-x-y)O2过多，那么低温燃烧反应将无法进行。
根据本发明的一种实施方式，所述正极材料LiNixCoyMn(1-x-y)O2的粒径为0.1～2μm。
根据本发明的一种实施方式，所述燃烧的温度为200～400℃。
根据本发明的一种实施方式，所述燃烧的时间为小于1分钟。
本发明的另一个方面，还涉及所述功能化改性包覆剂在电池中的应用。
所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
1.所述金属盐选用硝酸盐为主，使得金属盐在低温下能够快速反应、并产生较多气体，从而得到轻质细腻的功能化改性包覆剂，该功能化改性包覆剂粒度分布窄，颗粒较小而蓬松，其蓬松轻质有利于在三元正极基材形成均匀包覆。
2.所述功能化改性包覆剂颗粒细腻，颗粒粒径约为200nm，颗粒包覆层厚度约50nm，与内核三元微粉相互协同，提高包覆剂的导离子和导电子性能，且能提供一定容量。
3.所述燃料中的醋酸锂，熔点低，在280℃左右即可溶解，在低温燃烧反应过程中与其余燃料一同起到还原剂的作用，并提供部分锂源。
4.所述功能化改性包覆剂的制备方法中，正极材料LiNixCoyMn(1-x-y)O2的质量与所述金属盐、所述燃料和所述助剂的质量和之比在合适范围内，从而使得反应能正常进行且充分，从而抑制副产物生成。
5.所述功能化改性包覆剂的制备方法中，正极材料LiNixCoyMn(1-x-y)O2与金属盐、燃料和助剂在低温燃烧下发生剧烈反应，通过自蔓延溶胶凝胶法生成了所述三元微粉/金属盐核壳结构复合产物，进一步煅烧得到功能化改性包覆剂。粗糙的金属盐壳层有助于提高所述功能化改性包覆剂的BET和表面能，使得其更容易附着到三元材料基材表面而不易发生位移和团聚，粗糙壳层在一定温度下起到粘结剂的作用并将所述功能化改性包覆剂融合到基材表面，提高了包覆剂的包覆均匀性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例1的功能化改性包覆剂XRD图谱。
图2为多种包覆剂的SEM对比图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
实施例均参考以下所述功能化改性包覆剂合成反应方程式进行设计，原料及关键参数见表1：
LiNixCoyMn(1-x-y)O2+4Co(NO3)2·6H2O+2Ce(NO3)3·6H2O+2C6H8O7+2C2H3LiO2+C6H12N4+14O2→LiNixCoyMn(1-x-y)O2·Li2(Co2Ce)O6+Co2O3+CeO2+2N2+6NO+8NO2+22CO2+47H2O。
表1实施例方案设计
Figure BDA0003457720540000061
Figure BDA0003457720540000071
实施例1
功能化改性包覆剂一种功能化改性包覆剂的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)将粒度D50＝2μm，分子式为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的三元微粉4.828g分散到60mL十二烷油性液体中，并通过搅拌轴偏心盘高速运转，带动微粉和研磨介质发生高效相对运动，得到微粉分散液，搅拌轴偏心盘转速为3000rpm，研磨时间为4h。
(2)称取116.376g六水硝酸钴、86.826g六水硝酸铈、20.392g二水醋酸锂、42.024g一水柠檬酸和14.006g六次甲基四胺分步加入200mL去离子水中，搅拌溶解得到混合溶液。
(3)将步骤(1)上述微粉分散液滴加到步骤(2)，室温超声搅拌2h，得到乳浊液，80℃水浴蒸发水分和有机溶剂得到黑色粘稠液体，移至120℃烘箱烘干24h，得到干凝胶；
(4)将步骤(3)上述干凝胶加热至235℃引燃，剧烈燃烧持续数十秒后获得轻质产物，转移到管式炉中，氮气气氛下，600℃煅烧4h，去除残留有机物，制得功能化改性包覆剂。
上述功能化改性包覆剂的质量为23.22g。
上述功能化改性包覆剂的结构式为：
LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2·2Li2(Co2Ce)O6。
实施例2
功能化改性包覆剂一种功能化改性包覆剂的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)将粒度D50＝2μm，分子式为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的三元微粉9.656g分散到60mL十二烷油性液体中，并通过搅拌轴偏心盘高速运转，带动微粉和研磨介质发生高效相对运动，得到微粉分散液，搅拌轴偏心盘转速为3000rpm，研磨时间为4h。
(2)称取116.376g六水硝酸钴、86.826g六水硝酸铈、20.392g二水醋酸锂、42.024g一水柠檬酸和14.006g六次甲基四胺分步加入200mL去离子水中，搅拌溶解得到混合溶液。
(3)将步骤(1)上述微粉分散液滴加到步骤(2)，室温超声搅拌2h，得到乳浊液，80℃水浴蒸发水分和有机溶剂得到黑色粘稠液体，移至120℃烘箱烘干24h，得到干凝胶；
(4)将步骤(3)上述干凝胶加热至250℃引燃，剧烈燃烧持续数十秒后获得轻质产物，转移到管式炉中，氮气气氛下，600℃煅烧4h，去除残留有机物，制得上述功能化改性包覆剂。
上述功能化改性包覆剂的质量为46.44g。
上述功能化改性包覆剂的结构式为：
LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2·Li2(Co2Ce)O6。
实施例3
功能化改性包覆剂一种功能化改性包覆剂的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)将粒度D50＝2μm，分子式为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的三元微粉19.312g分散到60mL十二烷油性液体中，并通过搅拌轴偏心盘高速运转，带动微粉和研磨介质发生高效相对运动，得到微粉分散液，搅拌轴偏心盘转速为3000rpm，研磨时间为4h。
(2)称取116.376g六水硝酸钴、86.826g六水硝酸铈、20.392g二水醋酸锂、42.024g一水柠檬酸和14.006g六次甲基四胺分步加入200mL去离子水中，搅拌溶解得到混合溶液。
(3)将步骤(1)上述微粉分散液滴加到步骤(2)，室温超声搅拌2h，得到乳浊液，80℃水浴蒸发水分和有机溶剂得到黑色粘稠液体，移至120℃烘箱烘干24h，得到干凝胶；
(4)将步骤(3)上述干凝胶加热至235℃引燃，剧烈燃烧持续数十秒后获得轻质产物，转移到管式炉中，氮气气氛下，290℃煅烧4h，去除残留有机物，制得上述功能化改性包覆剂。
上述功能化改性包覆剂的质量为32.88g。
上述功能化改性包覆剂的包覆厚度47nm。
上述功能化改性包覆剂的结构式为：
2LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2·Li2(Co2Ce)O6。
实施例4
功能化改性包覆剂一种功能化改性包覆剂的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)将粒度D50＝2μm，分子式为LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2的三元微粉9.589g分散到60mL十二烷油性液体中，并通过搅拌轴偏心盘高速运转，带动微粉和研磨介质发生高效相对运动，得到微粉分散液，搅拌轴偏心盘转速为3000rpm，研磨时间为4h。
(2)称取116.376g六水硝酸钴、86.826g六水硝酸铈、20.392g二水醋酸锂、42.024g一水柠檬酸和14.006g六次甲基四胺分步加入200mL去离子水中，搅拌溶解得到混合溶液。
(3)将步骤(1)上述微粉分散液滴加到步骤(2)，室温超声搅拌2h，得到乳浊液，80℃水浴蒸发水分和有机溶剂得到黑色粘稠液体，移至120℃烘箱烘干24h，得到干凝胶；
(4)将步骤(3)上述干凝胶加热至250℃引燃，剧烈燃烧持续数十秒后获得轻质产物，转移到管式炉中，氮气气氛下，600℃煅烧4h，去除残留有机物，制得上述功能化改性包覆剂。
上述功能化改性包覆剂的质量为46.37g。
上述功能化改性包覆剂的结构式为：
LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2·Li2(Co2Ce)O6。
实施例5
功能化改性包覆剂一种功能化改性包覆剂的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)将粒度D50＝2μm，分子式为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的三元微粉9.728g分散到60mL十二烷油性液体中，并通过搅拌轴偏心盘高速运转，带动微粉和研磨介质发生高效相对运动，得到微粉分散液，搅拌轴偏心盘转速为3000rpm，研磨时间为4h。
(2)称取116.376g六水硝酸钴、86.826g六水硝酸铈、20.392g二水醋酸锂、42.024g一水柠檬酸和14.006g六次甲基四胺分步加入200mL去离子水中，搅拌溶解得到混合溶液。
(3)将步骤(1)上述微粉分散液滴加到步骤(2)，室温超声搅拌2h，得到乳浊液，80℃水浴蒸发水分和有机溶剂得到黑色粘稠液体，移至120℃烘箱烘干24h，得到干凝胶；
(4)将步骤(3)上述干凝胶加热至250℃引燃，剧烈燃烧持续数十秒后获得轻质产物，转移到管式炉中，氮气气氛下，600℃煅烧4h，去除残留有机物，制得上述功能化改性包覆剂。
上述功能化改性包覆剂的质量为46.21g。
上述功能化改性包覆剂的结构式为：
LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2·Li2(Co2Ce)O6。
对比例1
(1)将粒度D50＝2μm，分子式为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的三元微粉96.561g分散到120mL十二烷油性液体中，并通过搅拌轴偏心盘高速运转，带动微粉和研磨介质发生高效相对运动，得到微粉分散液，搅拌轴偏心盘转速为3000rpm，研磨时间为4h。
(2)称取116.376g六水硝酸钴、86.826g六水硝酸铈、20.392g二水醋酸锂、42.024g一水柠檬酸和14.006g六次甲基四胺分步加入200mL去离子水中，搅拌溶解得到混合溶液。
(3)将步骤(1)上述微粉分散液滴加到步骤(2)，室温超声搅拌2h，得到乳浊液，80℃水浴蒸发水分和有机溶剂得到黑色粘稠液体，移至120℃烘箱烘干24h，得到干凝胶；
(4)将步骤(3)上述干凝胶转移到管式炉中，氮气气氛下，600℃煅烧4h，并进行研磨后，制得包覆剂。
其中，步骤(3)上述干凝胶无法引燃，只能置入管式炉中煅烧。
对比例2
(1)将粒度D50＝2μm，分子式为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的三元微粉96.561g与116.376g六水氯化钴、86.826g六水氯化铈、8.390g单水氢氧化锂通过球磨方式混合，球料比为1:1，球磨时间2h，得到均匀混合料。
(2)将步骤(1)上述球磨混合料转移到管式炉中，氮气气氛下，600℃煅烧4h，并进行研磨过筛后，得到包覆剂。
其中，步骤(1)中硝酸盐存在爆炸风险，固采用氯化物作为钴源和铈源。
性能测试：
表2为实施例1、2、3制备的功能化改性包覆剂，和对比例1和2制备的包覆剂的粒度数据，具体数据是由MAstersizer 3000设备测试得到。
由表2可知，实施例中制备得到功能化改性包覆剂粒度分布较窄，特别是实施例1，粒度小且分布窄将有利于包覆剂在基材形成均匀包覆。
相反地，对比例1粒度大且分布宽，这是由于三元微粉含量过多，不能引燃，煅烧后颗粒结块严重，需研磨处理，较宽的粒度不利于包覆效果，因此微粉含量不宜过多。
对比例2粒度宽泛更严重，不能用作包覆剂。
表2功能化改性包覆剂的粒度分布
粒度分布 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
D10(μm) 0.15 0.16 0.16 1.02 2.76
D50(μm) 0.32 0.38 0.41 2.18 4.73
D90(μm) 0.43 0.45 0.49 3.70 9.89
D99(μm) 0.56 0.60 0.63 5.57 15.92
Dn10(μm) 0.11 0.12 0.12 0.95 1.90
表3为实施例1、2、3制备的功能化改性包覆剂，和对比例1制备的包覆剂的杂质元素含量，具体数据是由ICP-AES设备测试得到。
由表3可知，实施例1-3和对比例1中制备得到功能化改性包覆剂的杂质含量都较少。说明通过煅烧将有机物已基本去除。
表3功能化改性包覆剂的杂质含量
杂质元素含量 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
C(％) 0.0002 0.0001 0.0005 0.0002
H(％) 0.0001 0.0001 0.0002 0.0003
N(％) 0.0001 0.0003 0.0003 0.0002
表4为实施例1、2、3制备的功能化改性包覆剂，和对比例1制备的包覆剂的BET(比表面积测试法)、松装密度和振实密度测试数据，具体数据是由麦克TriStAr II 3020设备和丹东百特BT-302振实密度仪测试得到。
由表4可知，实施例1-3中制备得到功能化改性包覆剂的BET较大，松装和振实密度小。
相反地，对比例1的BET较小，而松装和振实密度均较大，由于对比例1无法进行低温燃烧，所以从表4的数据中可以说明通过低温燃烧可以获得蓬松的超细轻质包覆剂。
表4功能化改性包覆剂的BET、松装密度和振实密度
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
BET(m<sup>2</sup>/g) 9.51 8.95 8.78 1.65 0.679
振实密度(g/Cm<sup>3</sup>) 1.57 1.63 1.74 1.93 2.02
松装密度(g/Cm<sup>3</sup>) 0.75 0.82 0.77 1.01 1.25
表5为实施例1、2、3制备的功能化改性包覆剂，和对比例1和2制备的包覆剂的电化学性能测试数据，具体数据是通过电扣式电池测试仪测试得到。
由表5可知，实施例1、2、3制备的功能化改性包覆剂具有一定比容量。
而对比例1和2放电效率较低，原因为包覆剂结块，且表面裹着一层较厚的残锂，锂离子进出严重受限。
表5功能化改性包覆剂的电化学性能
电化学性能 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
充电比容量(mAh/g) 98.6 111.9 125.0 136.1 134.7
放电比容量(mAh/g) 93.4 105.7 117.3 78.4 65.5
放电效率(％) 94.7 94.5 93.8 57.6 48.6
上述电化学性能的测试条件为：倍率为0.1C，电压为4.35V，测试温度为25℃，负极材料为石墨，电解液为氟代碳酸乙烯酯，隔膜为PP/PE/PP多层复合微孔膜，活性材料的负载量为0.8g。
由于本发明实施例中充电容量较低的原因是由于表面包覆层导致正极材料中的活性材料的含量较低，从而导致充电比容量低于对比例。
上述图1为功能化改性微粉包覆剂XRD图谱，从图1中可看到衍射角在30°附近出现一个微弱的衍射峰，其对应物质为CeO2，该CeO2为副产物。
图2为多种包覆剂的SEM对比图。
其中，图2(a)正极材料三元微粉的SEM图。图2(b)为实施例1制备的所述功能化改性包覆剂的SEM图。图2(c)为实施例1切片的SEM图。图2(d)为对比例1的包覆剂的SEM图。
从图2(b)中可以看出，实施例1的功能化改性包覆剂颗粒粒径约为200nm，且表面包覆一层物质，可增加微粉包覆剂的活性，有助于包覆到基材表面。
上述表面包覆的物质，为低温燃烧反应生成的Co2O3、CeO2、Li2(Co2Ce)O6。上述表面包覆的物质自身也属于包覆剂。
通过包覆一层粗糙的物质，有助于提高三元微粉的BET和表面能，使得三元微粉包覆剂更容易附着到基材表面而不易发生位移和团聚，表面包覆层在一定温度下起到粘结剂的作用并将微粉包覆剂融合到基材表面。
从图2(d)可以看出，对比例1的包覆剂颗粒表面未出现明显粗糙的包覆层，相反地，颗粒团聚严重，颗粒与颗粒间由一层残锂连成一片。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种功能化改性包覆剂，其特征在于：
所述改性包覆剂包括wLiNixCoyMn(1-x-y)O2·(1-w)LiaMbOc；
其中，LiaMbOc为包覆层，所述包覆层上伴随有氧化物；
0.3≤x≤1，y≥0，且1-x-y≥0；
M选自钴、铈、镍、锰、铝、锆、锶、钇中的至少一种；
0＜w＜1，a＞0，b＞0，c＞0；
所述氧化物包括钴、铈、镍、锰、铝、锆、锶、钇的氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种功能化改性包覆剂，其特征在于：
所述氧化物包括Co2O3、Co3O4、CeO2、Ce2O3、NiO、MnO、Al2O3、ZrO、Y2O3和SrO中的至少一种。
3.一种制备如权利要求1-2任一项所述的一种功能化改性包覆剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将正极材料、金属盐、燃料和助剂于溶剂中，干燥得到干凝胶，将所述干凝胶燃烧，得到所述改性包覆的锂离子正极材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述金属盐包括硝酸钴、硝酸铈、硝酸镍、硝酸锰、硝酸铝、硝酸锆、硝酸钇、硝酸锶中的至少一种；
优选地，所述金属盐还包括醋酸锂。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述燃料包括醋酸锂、柠檬酸、尿素、氨基乙酸中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述助剂包括六次甲基四胺、十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述LiNixCoyMn(1-x-y)O2的粒径为0.1～2μm。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：将所述LiNixCoyMn(1-x-y)O2溶于溶剂中，所述溶剂与LiNixCoyMn(1-x-y)O2的质量比为(10-100)：1。
9.根据权利要求3至8任一项所述的方法，其特征在于：所述燃烧的温度为200～400℃。
10.如权利要求1-2任一项所述的一种功能化改性包覆剂在电池中的应用。
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