一種表面雙包覆型富鋰材料及其製備方法與流程

2023-06-05 11:30:46 2

本發明涉及一種表面雙包覆型富鋰材料及其製備方法，屬於鋰離子電池技術領域。

背景技術：

隨著化石能源的日益枯竭和環境問題的日益嚴重，尋找其他高效環保的可替代鋰離子電池是一種具有可重複充放電特點的二次電池，發展至今已有20多年的歷史，其應用涉及到通訊、交通、軍事、醫療、娛樂等諸多領域。近年來隨著電動汽車等的快速發展，高比能、高功率鋰離子電池成為未來鋰離子電池發展的必然方向。目前商業化的正極材料主要有LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4、三元材料，其比容量均低於200mAh/g。正極材料是限制電池比能量的主要因素，因此為了發展高比能電池，就迫切需要尋找具有更高比容量的正極材料。

近年來，富鋰材料由於容量高、安全性好、成本低而引起人們的廣泛關注。其比容量一般超過250mAh/g，在有的報導中甚至達到了300mAh/g(Nano Lett.，2008，8(3)：957-961)。富鋰材料雖然容量高，但是其循環性能和倍率性能都比較差，從而制約了其商業化的應用。因此要對富鋰材料進行改性，以大幅提高其循環性能和倍率性能。

目前改善富鋰材料電化學性能的主要方法是包覆或摻雜(Adv.Mater.2012，24，1192-1196；Adv.Funct.Mater.2014，1-7)。由於碳材料具有極高的電子電導率，磷酸鐵鋰在包覆碳後其容量和倍率性能都有非常明顯的提高，現在碳包覆已經成為改善磷酸鐵鋰材料的一個普遍方法。但是對於富鋰材料採用液相包覆碳，由於在碳化過程中碳源會與金屬氧化物發生反應，破壞了材料的結構，使電化學性能變得很差，所以使用液相法很難實現富鋰材料的碳包覆。有文獻報導採用熱蒸發沉積(Electrochemistry Communications，2010，12：750-753)和直流磁控濺射(Electrochimica Acta，2012，63：112-117)的方法在富鋰材料的極片上沉積碳來實現碳包覆的。這些方法由於受制於設備和碳源，一方面成本很高，另一方面很難進行大批量的包覆，而且只能沉積在預先用富鋰材料做成的極片上，不能實現材料顆粒的全麵包覆。所以需要有好的辦法來實現富鋰材料的碳包覆。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有方法的不足，提供一種表面雙包覆型富鋰材料，避免在碳化處理過程中富鋰材料與碳源的直接接觸而發生反應，破壞其結構。

本發明的另一目的在於提供一種所述表面雙包覆型富鋰材料的製備方法，通過雙包覆的方法來提高材料結構的穩定性和電導率，改善富鋰材料的循環性能和倍率性能。

為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

一種表面雙包覆型富鋰材料，該表面雙包覆型富鋰材料為在富鋰材料的外表面依次包覆金屬化合物層和碳層而形成的複合材料；所述富鋰材料的化學式為Li1+xMnyMzAwOr，其中M為Ni、Co、Al、Mg、Ti、Fe、Cu、Cr、Mo、Zr、Ru和Sn中的至少一種，A為S、P、B和F中的至少一種，且0＜x≤1，0＜y≤1，0≤z＜1，0≤w≤0.2，1.8≤r≤3。

其中，所述金屬化合物為Sn、Ti、Al、Mg、Zr、Zn、Cr、V、Fe和Mo中的至少一種金屬對應的氧化物、氟化物或磷酸鹽。

所述金屬化合物層和碳層構成的雙包覆層的質量佔整個複合材料的0.01-10％，該雙包覆層中碳與金屬化合物之間的質量比為1∶10-10∶1。

一種所述表面雙包覆型富鋰材料的製備方法，至少包括如下步驟：

(1)稱取可溶性金屬鹽，溶解配製成可溶性金屬鹽溶液；將富鋰材料浸漬在金屬鹽溶液中，然後加入沉澱劑；

(2)將上述溶液攪拌，過濾，乾燥，熱處理；具體為：將上述溶液於0-90℃的水浴中攪拌10min-12h，過濾，再於50-150℃乾燥1-12h，然後在200-700℃熱處理10min-20h；

(3)將熱處理後的樣品浸漬到含有碳源的溶液中攪拌，乾燥；具體為：將熱處理後的樣品浸漬到含有碳源的溶液中於5-90℃的水浴中持續攪拌10min-12h，直至液體蒸乾，然後於50-150℃乾燥1-12小時；

(4)將乾燥後的樣品在保護氣氛下加熱碳化，得到表面雙包覆型的富鋰材料。

其中，所述可溶性金屬鹽為Sn、Ti、Al、Mg、Zr、Zn、Cr、V、Fe、Mo的可溶性鹽中的至少一種。可溶性金屬鹽溶液的濃度為0.001-10mol/L。

所述沉澱劑為氫氧化物、尿素、氟化物、磷酸鹽中的至少一種。其中，所述氫氧化物為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀和氨水中的至少一種；所述氟化物為氟化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋰中的至少一種；所述磷酸鹽為磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸鈉、磷酸鉀中的至少一種。

所述碳源為蔗糖、葡萄糖、麥芽糖、檸檬酸、聚丙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚丙烯醯胺、澱粉、酚醛樹脂和瀝青中的至少一種。

在步驟(2)和步驟(3)中所用的乾燥方法為加熱乾燥、鼓風乾燥、真空乾燥、噴霧乾燥、微波乾燥和離心乾燥中的任意一種。

在步驟(2)中，熱處理溫度為200-700℃，保溫時間為10min-20h。

在步驟(4)中，所述保護氣氛為氮氣、氬氣、氫氣及其任意比例混合氣中的一種。所述碳化溫度為200-800℃，保溫時間為10min-20h。

本發明的優點在於：

本發明通過先在富鋰材料的外面包覆一層金屬化合物，然後再包覆一層碳，從而形成表面雙包覆層。這種方式使得碳源在碳化過程中不與富鋰材料直接接觸，從而避免了在碳化處理過程中富鋰材料與碳源發生氧化還原反應，造成材料結構的破壞和性能的衰減。

本發明的雙包覆結構極大提高了富鋰材料的表面電子電導與離子電導，使材料的充放電比容量、效率和循環性能都得到明顯的提高。

本發明製備過程簡易，成本低廉，結果重現性好。

附圖說明

圖1為對比例1、對比例2和實施例1中所製備的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料、TiO2包覆Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料及表面雙包覆TiO2和C的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料的XRD圖。

圖2為對比例1中所製備的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料(圖2a)、實施例1中所製備的表面雙包覆TiO2和C的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料(圖2b)的SEM圖譜。

圖3為對比例1、對比例2和實施例1中所製備的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料、TiO2包覆Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料及表面雙包覆TiO2和C的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料的在不同電流密度下的放電容量對比圖。

圖4為對比例1、對比例2和實施例1中所製備的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料、TiO2包覆Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料及表面雙包覆TiO2和C的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料的循環性能對比圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述，但發明的實施方式不僅限於此。

對比例1

富鋰材料Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2的示例性製備方法：

步驟1、前驅體合成

按照物質的量的比例(Li∶Ni∶Co∶Mn＝1.20∶0.13∶0.13∶0.54)稱取氧化亞鎳、氧化鈷、二氧化錳和碳酸鋰，在混料機中混合12h後，按固含量20wt％的比例加入去離子水，然後將漿料倒入球磨機中以1000r/min的轉速球磨5h。最後將得到的漿料噴霧乾燥，即得到Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2的前驅體。

步驟2、高溫燒結

將前驅體以5℃/min的升溫速率升溫到500℃，保溫6h，然後繼續升溫到800℃，保溫12h；最後自然降溫至室溫，即得到Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料。

顯然，本實施例所述的製備Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2方法並不視為對Li1+xMnyMzAwOr材料製備方法的限定，本領域技術人員還可以選擇其它公知的方法製備Li1+xMnyMzAwOr材料。

對比例2

富鋰材料Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2表面包覆TiO2的示例性製備方法，其步驟如下：

將10g富鋰材料Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2浸漬在30mL溶有0.51g鈦酸四丁酯的乙醇溶液中，於25℃的水浴中持續攪拌6h後，過濾，洗滌三次，120℃乾燥12小時，再於400℃燒結4小時，即得到1wt％TiO2包覆的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2複合材料。

同樣，本實施例所述的製備TiO2包覆Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2的方法並不視為對金屬化合物包覆Li1+xMnyMzAwOr的複合材料製備方法的限定，本領域技術人員還可以選擇其它公知的方法製備金屬化合物包覆Li1+xMnyMzAwOr的複合材料。

實施例1

本實施例提供一種表面包覆金屬氧化物和碳的雙包覆的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氧化物包覆層(TiO2)的製備：

將10g富鋰材料Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2浸漬在30mL滴加有0.51g鈦酸四丁酯的乙醇溶液中，於15℃的水浴中持續攪拌6小時後，過濾，洗滌三次，100℃的真空恆溫箱中乾燥4小時，再於500℃燒結2小時，即得到TiO2包覆量為1wt％的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2複合材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了TiO2的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料，浸漬到15mL溶有0.33g蔗糖的水溶液中，於80℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於100℃的真空恆溫箱中乾燥5小時；

將上述乾燥後的樣品，在氬氣氣氛下以3℃/min的升溫速率升溫到400℃後保溫0.5小時，即得到表面雙包覆TiO2和碳的富鋰材料，TiO2和碳均佔材料總質量的1wt％。

該目標產物XRD圖如圖1所示，從圖中與對比例1和對比例2比較，可以看出包覆前後XRD圖基本沒有變化，說明包覆對富鋰材料的基本層狀結構沒有影響；其掃描電鏡圖如圖2所示，與對比例1相比可以看到在包覆雙包覆層後在顆粒的外面均勻地包覆一層碳。

以上述製得的材料為正極材料，以鋰片為負極材料，組裝成扣式電池，在25℃條件下進行恆流充放電測試，電壓範圍為：2～4.8V。如圖3所示，是包覆前後的富鋰材料在不同電流密度下的放電容量對比。從圖中可以看到，在20mA/g的電流密度下，包覆前後富鋰材料的放電容量接近，約280mAh/g，但是隨電流密度的增大，包覆TiO2材料的放電容量稍微下降；雙包覆TiO2和碳的富鋰材料放電容量比未包覆材料高，如在200mA/g的電流密度下，對比例1、對比例2和實施例1的放電容量分別為215.8mAh/g、211.3mAh/g和225mAh/g，在600mA/g的電流密度下，放電容量分別為157mAh/g、151mAh/g和179mAh/g。可見雙包覆TiO2和碳後富鋰材料的倍率性能有明顯提高。圖4為包覆前後富鋰材料的循環性能對比，測試電流密度為200mA/g，電位區間為2.5-4.6V。從圖中可以看到未包覆材料、包覆TiO2材料和雙包覆TiO2和碳的富鋰材料的初始放電容量分別是189mAh/g、186mAh/g和192mAh/g，在循環200周後的放電容量分別降到134.7mAh/g、148.4mAh/g和159.3mAh/g，即200周的容量保持率分別為71％、79.8％和82.9％。可見表面雙包覆後，富鋰材料的倍率性能和循環性能都得到極大的改善。

本實施例及對比例中所製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例2

本實施例提供一種表面雙包覆金屬氧化物和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氧化物包覆層(ZrO2)的製備：

將10g富鋰材料Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2浸漬在25mL溶有0.16g異丙醇 鋯的異丙醇溶液中，在25℃密封條件下攪拌6小時，然後在60℃持續攪拌直至溶液蒸乾，於100℃的真空恆溫箱中乾燥6小時，再以5℃/min的升溫速率升溫到500℃保溫2小時，即得到ZrO2包覆的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料，包覆量為0.5wt％。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了ZrO2的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料，浸漬到20mL溶有0.165g葡萄糖的水溶液中，於60℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110℃的真空恆溫箱中乾燥3小時；

將上述乾燥後的樣品，在氮氣氣氛下以3℃/min的升溫速率升溫到450℃後保溫20分鐘，即得到表面雙包覆ZrO2和碳的富鋰材料，ZrO2和碳的包覆量均佔材料總質量的0.5wt％。

以上述製得的表面雙包覆ZrO2和碳的Li[Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2材料為正極材料組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例3

本實施例提供一種表面雙包覆金屬氟化物和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氟化物包覆層(AlF3)的製備：

將10g富鋰材料Li[Li0.23Ni0.10Co0.10Mn0.57]O2浸漬在15mL溶有0.28g硝酸鋁的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加10mL溶有0.4g氟化銨的水溶液，滴加完後將混合溶液於50℃的水浴中持續攪拌3小時後，過濾，洗滌三次，100℃的真空恆溫箱中乾燥4小時，再於400℃燒結2小時，即得到1wt％AlF3包覆的Li[Li0.23Ni0.10Co0.10Mn0.57]O2複合材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了AlF3的Li[Li0.23Ni0.10Co0.10Mn0.57]O2材料，浸漬到20mL溶有0.33g葡萄糖的水溶液中，於60℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於100℃的鼓風烘箱中乾燥5小時；

將上述乾燥後的樣品，在氬氣氣氛下以3℃/min的升溫速率升溫到400℃後保溫0.5小時，即得到表面雙包覆AlF3和碳的Li[Li0.23Ni0.10Co0.10Mn0.57]O2材料，AlF3和碳的包覆量均佔材料總質量的1wt％。

以上述製得的表面雙包覆AlF3和碳的Li[Li0.23Ni0.10Co0.10Mn0.57]O2複合材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實 施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。從表中可以知道，本實施例所製備的材料的倍率性能、循環性能良好。

實施例4

本實施例提供一種表面雙包覆金屬磷酸鹽和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬磷酸鹽包覆層(AlPO4)的製備：

將10g富鋰材料Li[Li0.13Ni0.27Mn0.54Co0.06]O2浸漬在15mL溶液0.21g硝酸鋁的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加10mL溶有0.27g磷酸鈉的溶液，將上述混合溶液於60℃的水浴中持續攪拌2小時後，過濾，多次洗滌，100℃的真空恆溫箱中乾燥3小時，再於500℃燒結2小時，即得到AlPO4包覆的Li1.13[Ni0.27Mn0.54Co0.06]O2材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了AlPO4的Li1.13[Ni0.27Mn0.54Co0.06]O2材料，浸漬到15mL溶有0.165g蔗糖的水溶液中，於80℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110℃的真空恆溫箱中乾燥3小時；

將上述乾燥後的樣品，在氮氣氣氛下以3℃/min的升溫速率升溫到450℃後保溫0.5小時，即得到表面包覆AlPO4和碳的Li1.13[Ni0.27Mn0.54C00.06]O2材料，AlPO4和碳的包覆量分別佔材料總質量的1wt％和0.5wt％。

以上述製得的表面雙包覆AlPO4和碳的Li1.13[Ni0.27Mn0.54Co0.06]O2材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例5

本實施例提供一種表面雙包覆金屬氧化物和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氧化物包覆層(SnO2)的製備：

將10g富鋰材料Li1.13[Ni0.27Mn0.49Cr0.05Co0.06]O2浸漬在20mL溶有0.26g氯化錫的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加10mL氨水溶液，將上述混合溶液於室溫下持續攪拌5小時後，過濾，充分洗滌後，於100℃鼓風烘箱中乾燥5小時，再於400℃燒結2小時，即得到SnO2包覆的Li1.13[Ni0.27Mn0.49Cr0.05Co0.06]O2材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了SnO2的Li1.13[Ni0.27Mn0.49Cr0.05Co0.06]O2材料，浸漬到20mL 溶有0.12g酚醛樹脂的乙醇溶液中，於40℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110℃的鼓風箱中乾燥6小時；

將上述乾燥後的樣品，在氮氫混合氣下以5℃/min的升溫速率升溫到500℃後保溫2小時，即得到表面包覆SnO2和碳的Li1.13[Ni0.27Mn0.49Cr0.05Co0.06]O2材料，SnO2和碳的包覆量均佔材料總質量的0.5wt％。

以上述製得的表面雙包覆SnO2和碳的Li1.13[Ni0.27Mn0.49Cr0.05Co0.06]O2材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例6

本實施例提供一種表面雙包覆金屬磷酸鹽和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬磷酸鹽包覆層(FePO4)的製備：

將10g富鋰材料Li1.2[Ni0.20Mn0.60]O2浸漬在18mL溶有0.186g氯化鐵的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加20mL溶有0.13g磷酸鈉的溶液，將上述混合溶液於室溫下持續攪拌2小時後，過濾，充分洗滌後，於110℃鼓風烘箱中乾燥5小時，再於300℃燒結2小時，即得到FePO4包覆的Li1.2[Ni0.20Mn0.60]O2材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了FePO4的Li1.2[Ni0.20Mn0.60]O2材料，浸漬到35mL溶有0.21g酚醛樹脂的乙醇溶液中，於40℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110℃的鼓風箱中乾燥6小時；

將上述乾燥後的樣品，在氬氫混合氣下以5℃/min的升溫速率升溫到400℃後保溫1小時，即得到表面包覆FePO4和碳的Li1.2[Ni0.20Mn0.60]O2材料，FePO4和碳的包覆量均佔材料總質量的1wt％。

以上述製得的表面雙包覆FePO4和碳的Li1.2[Ni0.20Mn0.60]O2材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例7

本實施例提供一種表面雙包覆金屬氧化物和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氧化物包覆層(Al2O3)的製備：

將10g富鋰材料Li1.26[Ni0.10Mn0.59Mo0.03Co0.02]O2浸漬在15mL溶有1g硝酸 鋁的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加氨水的溶液，將上述混合溶液於室溫下持續攪拌6小時後，過濾，充分洗滌後，於100℃鼓風烘箱中乾燥3小時，再於400℃燒結4小時，即得到Al2O3包覆的Li1.26[Ni0.10Mn0.59Mo0.03Co0.02]O2材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了Al2O3的Li1.26[Ni0.10Mn0.59Mo0.03Co0.02]O2材料，浸漬到25mL溶有0.33g蔗糖的乙醇溶液中，於40℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110℃的鼓風箱中乾燥5小時；

將上述乾燥後的樣品，在氮氣下以10℃/min的升溫速率升溫到500℃後保溫0.5小時，即得到表面包覆Al2O3和碳的Li1.26[Ni0.10Mn0.59Mo0.03Co0.02]O2材料，Al2O3和碳的包覆量分別佔材料總質量的2wt％和1wt％。

以上述製得的表面雙包覆Al2O3和碳的Li1.26[Ni0.10Mn0.59Mo0.03Co0.02]O2材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例8

本實施例提供一種表面雙包覆金屬氧化物和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氧化物包覆層(MgO)的製備：

將10g富鋰材料Li1.13[Ni0.30Mn0.48Fe0.08]O2浸漬在20mL溶有0.358g硫酸鎂的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加10mL溶有0.4g氫氧化鈉的水溶液，將上述混合溶液於室溫下持續攪拌6小時後，過濾，充分洗滌後，於100℃鼓風烘箱中乾燥3小時，再於450℃燒結4小時，即得到MgO包覆的Li1.13[Ni0.30Mn0.48Fe0.08]O2材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了MgO的Li1.13[Ni0.30Mn0.48Fe0.08]O2材料，浸漬到10mL溶有0.165g蔗糖的水溶液中，於80℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110℃的鼓風箱中乾燥5小時；

將上述乾燥後的樣品，在氬氣下以5℃/min的升溫速率升溫到400℃後保溫0.5小時，即得到表面包覆MgO和碳的Li1.13[Ni0.30Mn0.48Fe0.08]O2材料，MgO和碳的包覆量分別佔材料總質量的1wt％和0.5wt％。

以上述製得的表面雙包覆MgO和碳的Li1.13[Ni0.30Mn0.48Fe0.08]O2材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例9

本實施例提供一種表面雙包覆金屬氧化物和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氧化物包覆層(ZnO)的製備：

將10g富鋰材料Li1.2[Ni0.20Mn0.53Ti0.07]O2浸漬在15mL溶有0.424g硫酸鋅的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加20mL溶有0.3g尿素的水溶液，將上述混合溶液於室溫下持續攪拌6小時後，過濾，反覆洗滌後，於100℃鼓風烘箱中乾燥3小時，再於300℃燒結4小時，即得到ZnO包覆的Li1.2[Ni0.20Mn0.53Ti0.07]O2材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了ZnO的Li1.2[Ni0.20Mn0.53Ti0.07]O2材料，浸漬到30mL溶有0.32g酚醛樹脂的乙醇溶液中，於60℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110℃的鼓風箱中乾燥8小時；

將上述乾燥後的樣品，在氬氣下以5℃/min的升溫速率升溫到400℃後保溫0.5小時，即得到表面包覆ZnO和碳的Li1.2[Ni0.20Mn0.53Ti0.07]O2材料，ZnO和碳的包覆量分別佔材料總質量的1和1.5wt％。

以上述製得的表面雙包覆ZnO和碳的Li1.2[Ni0.20Mn0.53Ti0.07]O2材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

實施例10

本實施例提供一種表面雙包覆金屬氟化物和碳的富鋰材料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)金屬氟化物包覆層(MgF2)的製備：

將10g富鋰材料Li1.17[Ni0.26Mn0.48Co0.10]O2浸漬在15mL溶有0.358g硫酸鎂的水溶液中，在攪拌的條件下慢慢滴加15mL溶有0.42g氟化鈉的水溶液，將上述混合溶液於室溫下持續攪拌6小時後，過濾，洗滌後，於105℃真空烘箱中乾燥5小時，再於400℃燒結4小時，即得到MgF2包覆的Li1.17[Ni0.26Mn0.48Co0.10]O2材料。

(2)碳包覆層的製備：

將上述包覆了MgF2的Li1.17[Ni0.26Mn0.48Co0.10]O2材料，浸漬到15mL溶有0.38g蔗糖的水溶液中，於60℃的水浴中持續攪拌，直至液體蒸乾，然後於110 ℃的鼓風箱中乾燥6小時；

將上述乾燥後的樣品，在氬氣下以5℃/min的升溫速率升溫到500℃後保溫1小時，即得到表面包覆MgF2和碳的Li1.17[Ni0.26Mn0.48Co0.10]O2材料，MgF2和碳的包覆量分別佔材料總質量的1wt％。

以上述製得的表面雙包覆MgF2和碳的Li1.17[Ni0.26Mn0.48Co0.10]O2材料為正極材料，組裝成扣式電池，極片製備方法、電池組裝方法和測試方法同實施例1。

本實施例製備的材料的電化學性能測試數據見表1。

表1本發明實施例及對比例中所製備的材料的電化學性能測試數據表