摘要：锂离子电池以其优异的电化学性能成为二次电池市场中重要的发展方向。通常，正极材料的表面性质对其物理和电化学性能有很大影响，其中，对于正极材料进行表面包覆是简单有效的实现锂离子电池性能提升的方法。本文梳理了锂离子电池正极材料包覆技术的发展现状，并依托国内外专利文献，列举了其主要应用情况，文章最后对锂离子电池正极包覆技术的发展趋势进行了阐述。 关键词：锂离子电池；正极；包覆；改性
一、前言
通讯和信息产业的发展，手机、笔记本电脑、数码相机、平板电脑的兴起，带动了锂离子电池的飞速发展。众所周知，锂离子电池的电压平台和容量主要受正极材料的影响。随着技术的快速发展，传统正极材料难以满足人们对电池高能量、高密度锂电池的要求[1]。正极材料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，以及微裂纹的产生，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。 二、发展现状
针对以上问题，专家学者们探索采用各种方式对正极材料进行改性，其中在正极材料颗粒表面进行包覆是最有效的方式之一。包覆层可以有效地减少正极材料与电解液副的反应，降低电极极化程度，抑制金属离子溶解，维持材料结构稳定，从而提高电极材料的电化学性能。
三、应用举例
本文列举了各类包覆材料，以金属氧化物、金属氟化物、碳材料和金属单质等为例，介绍了各类包覆材料的研究进展，依托国内外相关专利进行简要介绍：
3.1、金属氧化物包覆
中国专利申请CN201811366942.6公开了一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料及其制备方法，包括下列步骤：将锂离子电池正极材料、溶剂、碳酸盐/碳酸氢盐以及铝盐混合，并超声反应，生成沉淀；将所述沉淀微波加热，得到产品；所述铝盐以铝元素计，质量为所述锂离子电池正极材料的0.5％～2.5％。通过以上方法，能够将氧化铝均匀包覆锂离子电池正极材料，并且使铝元素熔融进入正极材料的晶体内部结构，既能够改善锂离子电池正极材料副反
应效应以及循环寿命，又不使工艺复杂化。
中国专利申请CN201810232791.9公开了一种氧化镁包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的MgO，制备的MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的包覆层不参与电化学反应，有效的提高了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的结构稳定性，改进了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的电化学性能，经过MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料具有更高的容量保持率和更稳定的循环性能,制备工艺简单，过程可控，易于工业化量产。
3.2、金属氟化物包覆
中国专利申请CN202110379503.4公开了一种氟化锂包覆层转化提高锂离子电池三元正极材料循环性能的方法。针对三元正极材料循环性能差的缺点，对包覆于三元正极材料表面的氟化锂包覆层进行热处理，使氟化锂部分转化为氧化锂以及对三元正极材料进行掺杂的氟，使氟化锂包覆的三元正极材料转化为氟化锂/氧化锂复合物包覆的氟掺杂三元正极材料，使三元正极材料兼具优异的循环性能和倍率性能。<<利用较低温度条件下的单一热处理步骤，实现表面包覆和掺杂两种功能，显著提高三元正极材料的循环性能和倍率性能，该方法工艺简单
、绿环保。
外文专利申请EP20060716437公开了一种包覆有氟化物的正极活性材料及其制备方法，该方法包括将锂二次电池的正极活性材料与相对于水溶液中的正极活性材料0.1-10％重量的氟元素前体相混合的步骤，将金属氟化物的溶液加入水溶液中，并使混合溶液在50-100℃下反应3-48小时，制得的包覆有氟化物的正极活性材料结构稳定，并提高了电荷放电特性、循环特性、高压特性和电池的热稳定性。
3.3、碳包覆
中国专利申请CN201910650753.X公开了一种碳包覆磷酸铁锂材料及其制备方法，将碳酸锂、草酸亚铁、二水合磷酸二氢铵以及蔗糖加入球磨罐中，再加入无水乙醇，密封后放入球磨机中球磨，得到浆料a；将浆料a过滤，再将过滤后的浆料干燥，得到块状产物b；将块状产物b研磨，得到白粉体c；将白粉体c转至第一坩埚中，排出空气用铝箔纸封住坩埚口，倒扣第二坩埚中，往第二坩埚填满还原性粉体；将第一坩埚以及第二坩埚整体放置于马沸炉内，加热一段时间，在第一坩埚内得到碳包覆磷酸铁锂材料。制备的碳包覆LiFePO4粉体的晶粒尺寸均一，作为锂离子电池正极材料应用时，制备成电池后，比容量高，极化作用
小、电荷扩散阻抗小。
外文专利申请US201916353457公开了一种碳包覆磷酸锰锂正极材料及其制备方法，该方法中将16g的磷酸锰锂(LiMnPO4)和4g炭黑置于250ml不锈钢容器中，使用含有不锈钢球的行星球磨机在空气气氛下施加4小时，速度固定在300rpm，然后获得LiMnPO4 /碳复合物的复合物，通过碳包覆，实现了正极材料电化学性能的提升。
3.4、金属单质包覆
中国专利申请CN201410075049.3公开了一种纳米金属包覆的锂离子电池正极材料及其制备方法，该正极材料通过该方法制得：（1）将正极材料基体与包覆物混合均匀，得到混合物；（2）将（1）的混合物研磨0.5～10小时，任选地加入研磨介质；（3）将（2）中研磨后的混合物置于200～1000℃条件下隔氧煅烧。所述包覆物为片层状纳米金属，其厚度为纳米级，为1～100nm，选自Al、Zn、Cu、Ag和Au。制得的正极材料在高电压下具有良好的循环性能和容量保持率，包覆效果好，包覆均匀度高，操作简单。
四、结束语
目前，其他种类的包覆材料还包括磷酸盐、复合物等。继续寻低成本、工艺可控、性能更佳的包覆材料，仍是未来的研究重点。此外，对于与正极材料对应的负极材料和电解液方面的研究，也是未来重要的探索方向。
参考文献：
[1]. 杨溢，何亚鹏，张盼盼，郭忠诚，黄惠.锂离子电池富锂正极材料的包覆改性研究进展[J].工程科学学报，44（3）：367−379.
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