一种可控构筑快离子导体包覆层的方法及其应用

技术领域

本发明涉及快离子导体技术领域，具体涉及一种可控构筑快离子导体包覆层的方法及其应用。

背景技术

表面包覆改性是在核材料表面构筑一层化学组成不同的覆盖层，形成具有核-壳结构的复合材料，实现其光、电、磁、催化等性能的提升。其中，快离子导体具有高离子电导率等独特的物理、化学性质，使得快离子导体包覆在二次电池、燃料电池和传感器等领域有着广泛的应用前景。以锂离子电池为例，在电极材料表面构筑快离子导体包覆层，不仅可以阻止电极材料与电解质之间的副反应，还能降低界面的电荷转移电阻，加快锂离子在界面处的传输，而传统的单金属氧化物惰性涂层无法达到这种效果。大量研究表明，电池性能的提高与包覆层的厚度、均匀性、连续性等物理、化学性质密切相关。因而探索可控构筑快离子导体包覆层的方法在其科学研究和实际应用方面均具有极大的价值。

尽管现有技术在构筑快离子导体包覆层方面已经取得了很大进展，但目前常用的原子层沉积技术、干涂法和湿化学方法仍存在一定的局限性制约了这些方法的实际应用。原子层沉积技术可以构筑均匀，连续的包覆层，例如，Xueliang Sun等人（AdvancedMaterials, 2020, 32, 1906070）在富锂层状氧化物正极材料表面构筑3 nm的LiTaO

另外，传统的湿化学方法主要将包覆前驱体和核材料同时分散在溶剂中形成悬浊液，通过蒸干溶剂使包覆前驱体在核表面吸附，进一步煅烧过程在核材料表面形成快离子导体包覆层（例如CN116741956A），这种方法工艺简单、成本低，但由于不同金属前驱体的反应活性不同，导致不同的金属离子并不能均匀的沉积在核颗粒材料表面，不同金属离子前驱体在核颗粒材料表面出现分相的现象，得到的包覆层均匀性和连续性较差，并且不能控制包覆层的厚度。也有现有技术（Journal of the American Chemical Society, 2023,145, 7397-7407）先将一种用于包覆的金属前驱体和核材料分散在溶剂中形成悬浊液，在溶液中反应使这一种金属前驱体在核表面均匀包覆后，在进一步煅烧过程中加入另一种或几种金属盐，这些物质在高温下发生固相反应将包覆层转变为快离子导体包覆层，由于固相反应很难得到控制，因此包覆层的连续性也不能够得到保证，厚度也不能做到纳米级别变化。

因此，通过一种简单可扩展的方法构筑均匀、连续和厚度在纳米尺度可调节的快离子导体包覆层仍是一个挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可控构筑快离子导体包覆层的方法及其应用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案予以实现的：

本发明第一方面提供了一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

（1）将核颗粒材料、含有B元素的化合物、沉淀剂和配位剂在溶剂中均匀混合得到混合溶液，反应得到核壳颗粒中间体；

（2）将所述核壳颗粒中间体浸渍于含有A元素的溶液中，然后取出浸渍处理后的核壳颗粒中间体进行煅烧处理，得到含有快离子导体包覆层A

其中，A元素选自第IA族金属元素和第IIA族金属元素中的至少一种，B元素选自第IIIB族金属元素、第IVB族金属元素、第VB族金属元素、第VIB族金属元素、In、Sn、Sb、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的至少一种，0＜x≤10，0＜y≤10，0＜z≤20。

本发明中含有B元素的化合物的作用是在溶液中提供B元素的金属离子。沉淀剂的作用是使B元素的金属离子在溶液中沉积在核颗粒材料的表面。配位剂的作用是提供配体参与B元素的金属离子的沉淀过程，配体可以调控B元素的金属离子在溶液中的成核生长过程，和传统的蒸干溶剂过程相比，这个过程使B元素的金属离子更加均匀地包覆在核材料表面，得到含有B元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体。将核壳颗粒中间体浸渍于含有A元素的溶液中进行离子交换或吸附，配体在离子交换或吸附过程中可以被A元素的金属离子替换掉或吸附A元素的金属离子，使A元素的金属离子通过一种温和的方式插入含有B元素的包覆层的内部，这种离子交换或吸附方法可以在不影响包覆均匀性的前提下构建均匀的含有A和B金属元素的包覆层。而传统技术中A元素的加入只能在含有B元素包覆层的中间体中通过物理混合的方法外部加入A元素，必须通过高温煅烧发生固相反应后才能使其转变为A

本发明在溶液相中通过配体引入沉淀过程，离子交换或吸附的方法能够构筑均匀、连续的多种快离子导体包覆层，并且包覆层的厚度可以在纳米级精度改变，方法操作简单、条件温和、成本低。

优选地，A元素选自Li、Na、K、Mg中的至少一种。

优选地，B元素选自第IVB族金属元素、第VB族金属元素和第VIB族金属元素中的至少一种。

优选地，B元素选自Ti、Nb、Ta、W中的至少一种。

进一步地，步骤（1）中，所述核颗粒材料为无机物纳米颗粒和/或有机物纳米颗粒。

所述无机物包括金属、非金属单质、金属氧化物、非金属氧化物和金属盐。

其中，所述金属选自金、银、铂、铑、钯和钌中的至少一种，制备得到的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可用于传感器领域。

其中，所述非金属单质选自硅、石墨、碳纳米管、富勒烯和石墨烯中的至少一种，硅和石墨为锂离子电池的负极材料，制备得到的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可用于组装锂离子电池，提高电池性能。

其中，所述金属氧化物选自二氧化钛、二氧化锡、二氧化铈、氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钇、氧化铌、氧化钨、氧化镧、氧化铋、氧化钴、氧化锰、氧化镍、氧化铝、铁酸钠、锰酸钠、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、富锂锰酸锂、钛酸锂、锂镧锆氧、锂镧钽氧和锂镧锆钽氧中的至少一种，二氧化钛为锂离子电池的负极材料，制备得到的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可用于组装锂离子电池，提高电池性能；铁酸钠、锰酸钠为钠离子电池中的关键材料，制备得到的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可作为钠离子电池负极材料用于组装钠离子电池；含锂金属氧化物制备得到的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可作为锂离子电池中的关键材料（包括正极材料、负极材料和固态电解质）用于组装锂离子电池，提高电池性能。

其中，所述非金属氧化物包括但不限于二氧化硅、氧化磷等。

其中，所述金属盐选自磷酸铝、磷酸铁、磷酸锰、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钛铝锂、磷酸钒钠和磷酸铁钠中的至少一种，磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钛铝锂制备得到的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可作为锂离子电池中的关键材料用于组装锂离子电池，提高电池性能；磷酸钒钠、磷酸铁钠制备得到的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可作为钠离子电池中的关键材料用于组装钠离子电池，提高电池性能。

其中，所述有机物选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯乙烯、聚酰亚胺、酚醛树脂、脲醛树脂、多巴胺、葡萄糖和果糖中的至少一种，聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺可作为锂离子电池中的关键材料用于组装锂离子电池，提高电池性能。

进一步地，步骤（1）中，所述混合溶液中核颗粒材料的浓度为0.001~1000 g/L，含有B元素的化合物的浓度为10

进一步地，步骤（1）中，所述含有B元素的化合物为含有B元素的金属盐和/或含有B元素的碱，所述含有B元素的金属盐选自氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、醇盐和有机酸盐中的至少一种。

进一步地，步骤（1）中，所述沉淀剂为草酸铵和/或过氧化氢。

草酸铵会带来额外的NH

进一步地，步骤（1）中，所述配位剂选自氨水、乙二胺、乙二胺四乙酸和吡啶类化合物中的至少一种。

进一步地，步骤（1）中，所述溶剂为水和/或有机溶剂。

进一步地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、正丁醇、乙腈和丙酮中的至少一种。

进一步地，步骤（1）中，所述反应的温度为20~200 ℃，优选为50~80 ℃，更优选为60~70 ℃。

温度较低时，反应时间更长；温度较高时，有机溶剂易挥发。

进一步地，步骤（1）中，所述反应的时间为0.5~24 h，优选为3~6 h。

进一步地，步骤（1）中，所述反应结束后还包括离心干燥的步骤。

进一步地，步骤（2）中，所述含有A元素的溶液为含有A元素的化合物溶于溶剂中得到的溶液，所述含有A元素的化合物为含有A元素的金属盐和/或含有A元素的碱，所述含有A元素的金属盐选自氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、醇盐和有机酸盐中的至少一种，所述溶剂为水和/或有机溶剂。

进一步地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、正丁醇、乙腈和丙酮中的至少一种。

进一步地，步骤（2）中，所述含有A元素的溶液中含有A元素的化合物的浓度为10

进一步地，步骤（2）中，将所述核壳颗粒中间体浸渍于含有A元素的溶液中，得到的反应体系中核壳颗粒中间体的浓度为0.01~1000 g/L。

进一步地，步骤（2）中，所述浸渍的温度为20~200 ℃，优选为50~80 ℃，更优选为70~80 ℃。

进一步地，步骤（2）中，所述浸渍的时间为1~48 h，优选为8~24 h，更优选为9~12h。

进一步地，步骤（2）中，所述煅烧处理的温度为100~400 ℃，更优选为200~400 ℃。

煅烧温度影响包覆层的均匀性和连续性，尽管现有技术在煅烧前可以在材料表面构筑连续、均匀的含有单金属B元素前驱体的包覆层，但是A元素的加入必须要经过外部加入，与含有B元素前驱体包覆层的材料进行物理混合，并通过高温煅烧使A元素前驱体与B元素前驱体发生固相的化学反应，而高温煅烧导致原本均匀的含有单金属B元素前驱体的包覆层变为不连续和不均匀的岛状包覆。

本发明构筑快离子导体包覆层的方法可以在低温下煅烧，不会影响包覆层的均匀性和连续性。这是因为本发明中A元素通过在溶液相中离子交换或吸附至含有B元素包覆层的内部，后续的煅烧处理不需要发生固相反应，只需要将包覆B元素时使用沉淀剂所带来的过氧根或草酸根氧化为O，而这两种离子的转变仅需400 ℃以下的温度，这个过程中包覆层依旧均匀和连续。

进一步地，步骤（2）中，所述煅烧处理的时间为1~24 h，优选为2~6 h。

进一步地，步骤（2）中，所述煅烧处理过程中升温速率为3~10 ℃/min。

进一步地，步骤（2）中，所述煅烧处理的气氛为氧气、空气、氮气、氩气和真空气氛中的至少一种。

本发明第二方面提供了一种含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒，所述含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒由第一方面所述的方法制备得到。

进一步地，所述快离子导体包覆层的厚度为1~500 nm。

优选地，所述快离子导体包覆层的厚度为1~100 nm。

更优选地，所述快离子导体包覆层的厚度为1~20 nm。

本发明第三方面提供了第二方面所述的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒在电池或传感器中的应用。

进一步地，所述电池包括但不限于二次电池、燃料电池等。

进一步地，所述二次电池包括但不限于锂离子电池、钠离子电池等。

本发明的有益效果：

本发明为实现快离子导体包覆层的可控构筑提供了一种简便易行、条件温和、普适性广的方法。该方法基于配位剂提供的配体的作用，不仅可以在动力学上调控B元素的金属离子的成核、生长过程，从而获得均匀、连续和厚度实现纳米级别可控的包覆层，而且配体可以在后续的离子交换或吸附过程中被替换或结合A元素的金属离子，通过进一步的煅烧处理即可实现快离子导体包覆层的可控构筑。采用本发明的方法可以在不同的核颗粒材料上构筑均匀、连续的快离子导体包覆层，适用范围广，并且包覆层的厚度可以实现纳米精度调控。

本发明所提供的含有快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒可用于电池或传感器等领域，含有高质量快离子导体包覆层的核-壳结构颗粒用于组装锂离子电池时，可以显著提高电池的电化学性能，并且由于快离子导体包覆层的可控性，电池的性能可以得到最大化地提高，具有良好的实用价值和广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施例1制备得到的LiNbO

图2为实施例1制备得到的LiNbO

图3为进一步煅烧后的实施例1制备得到的LiNbO

图4为实施例2制备得到的LiNbO

图5为实施例3制备得到的NaNbO

图6为实施例3制备得到的NaNbO

图7为进一步煅烧后的实施例3制备得到的NaNbO

图8为实施例4制备得到的LiTaO

图9为实施例5制备得到的LiTaO

图10为实施例6制备得到的LiTaO

图11为实施例7制备得到的MgWO

图12为实施例8制备得到的LiVO

图13为对比例1不加配位剂制备得到的Nb

图14为对比例3通过蒸干溶剂制备得到的LiTaO

图15为对比例4通过高温煅烧制备得到的LiTaO

图16为对比例5通过一锅法制备得到的LiTaO

图17为测试例1中四种电池在100 mA/g的充放电电流密度下进行充放电循环的首圈充放电曲线图。

图18为测试例2中两种电池在100 mA/g的充放电电流密度下进行充放电循环的首圈充放电曲线图。

图19为测试例3中两种电池在200 mA/g的充放电电流密度下进行充放电循环的测试结果图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将0.02 g硅纳米颗粒、0.005 g NbCl

通过透射电子显微镜（TEM）观察实施例1制备得到的LiNbO

通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测试实施例1制备得到的LiNbO

表1

从表1中的数据计算得到，Li元素与Nb元素的摩尔比约为1:1，证明了金属锂元素成功进入包覆层中。

通过X-射线光电子能谱（XPS）测试实施例1制备得到的LiNbO

将实施例1制备得到的LiNbO

实施例2

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将含有0.001 g金纳米颗粒的分散溶液、0.001 g NbCl

通过透射电子显微镜观察实施例2制备得到的LiNbO

实施例3

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将0.1 g二氧化硅纳米颗粒、0.01 g氢氧化铌、0.5 mL过氧化氢和1 mL乙二胺在100 mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在60 ℃反应3 h，得到含有金属铌元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氢氧化钠水溶液中加入0.05 g核壳颗粒中间体，80 ℃反应12 h，离心干燥后在氧气气氛下200 ℃煅烧4 h，得到铌酸钠（NaNbO

通过TEM观察实施例3制备得到的NaNbO

通过ICP-OES测试实施例3制备得到的NaNbO

表2

从表2中的数据计算得到，Na元素与Nb元素的摩尔比约为1:1，这是因为配位剂发挥了作用，在浸渍过程中使金属钠元素成功进入包覆层中，最终生成铌酸钠包覆层。

通过XRD测试实施例3制备得到的NaNbO

因此，将实施例3制备得到的铌酸钠包覆的二氧化硅纳米颗粒样品经过进一步800℃煅烧4 h后确定样品的晶体结构，通过XRD来观察进一步煅烧后的NaNbO

实施例4

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将0.15 g锰酸锂纳米颗粒、0.001 g氯化钽、0.5 mL过氧化氢和1 mL乙二胺在100mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在70 ℃反应4 h，得到含有金属钽元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氢氧化锂水溶液中加入0.05 g核壳颗粒中间体，70 ℃反应8 h，离心干燥后在氧气气氛下300 ℃煅烧4 h，得到钽酸锂（LiTaO

通过透射电子显微镜观察实施例4制备得到的LiTaO

实施例5

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将0.08 g锰酸锂纳米颗粒、0.001 g氯化钽、0.5 mL过氧化氢和1 mL乙二胺在100mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在70 ℃反应4 h，得到含有金属钽元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氢氧化锂水溶液中加入0.05 g核壳颗粒中间体，70 ℃反应8 h，离心干燥后在氧气气氛下300 ℃煅烧4 h，得到钽酸锂（LiTaO

通过透射电子显微镜观察实施例5制备得到的LiTaO

实施例6

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将0.06 g锰酸锂纳米颗粒、0.001 g氯化钽、0.5 mL过氧化氢和1 mL乙二胺在100mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在70 ℃反应4 h，得到含有金属钽元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氢氧化锂水溶液中加入0.05 g核壳颗粒中间体，70 ℃反应8 h，离心干燥后在氧气气氛下300 ℃煅烧4 h，得到钽酸锂（LiTaO

通过透射电子显微镜观察实施例6制备得到的LiTaO

实施例7

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将0.1 g磷酸钛铝锂纳米颗粒、0.01 g六氯化钨、0.1 g草酸铵和5 mL乙二胺在100mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在60 ℃反应3 h，得到含有金属钨元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氯化镁水溶液中加入0.05 g核壳颗粒中间体，80 ℃反应12 h，离心干燥后在氧气气氛下400 ℃煅烧4 h，得到钨酸镁（MgWO

通过透射电子显微镜观察实施例7制备得到的MgWO

实施例8

一种可控构筑快离子导体包覆层的方法，包括以下步骤：

将0.01 g聚苯胺纳米颗粒、0.01 g钒酸铵、0.5 mL过氧化氢和3 mL乙二胺在100mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在65 ℃反应6 h，得到含有金属钒元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氢氧化锂水溶液中加入0.005 g核壳颗粒中间体，70 ℃反应9 h，离心干燥后在氧气气氛下250 ℃煅烧4 h，得到钒酸锂（LiVO

通过透射电子显微镜观察实施例8制备得到的LiVO

对比例1

一种不加配位剂制备五氧化二铌（Nb

将0.1 g二氧化硅纳米颗粒、0.01 g氢氧化铌、0.5 mL过氧化氢在100 mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在60 ℃反应3 h，得到含有金属铌元素的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氢氧化钠水溶液中加入0.05 g核壳颗粒中间体，80 ℃反应12 h，离心干燥后在氧气气氛下200 ℃煅烧4 h，得到五氧化二铌（Nb

将样品进一步800 ℃煅烧4 h后来确定样品的晶体结构，通过XRD图观察对比例1的不加配位剂制备得到的Nb

对比例2

一种制备五氧化二钽（Ta

将0.08 g锰酸锂纳米颗粒、0.001 g氯化钽和0.5 mL过氧化氢在100 mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在70 ℃反应4 h，得到含有金属钽元素的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥后在氧气气氛下800 ℃煅烧4 h，得到五氧化二钽（Ta

对比例3

一种通过蒸干溶剂制备钽酸锂（LiTaO

将0.08 g锰酸锂纳米颗粒、0.001 g氯化钽和0.00012 g一水合氢氧化锂在5 mL乙醇中均匀混合，70 ℃反应蒸干溶剂，得到含有金属元素钽和锂前驱体包覆层的中间体，离心干燥后在氧气气氛下800 ℃煅烧10 h，得到通过蒸干溶剂制备的钽酸锂（LiTaO

通过透射电子显微镜观察对比例3的LiTaO

对比例4

一种通过高温煅烧制备钽酸锂（LiTaO

将0.08 g锰酸锂纳米颗粒、0.001 g氯化钽、0.5 mL过氧化氢和1 mL乙二胺在100mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在70 ℃反应4 h，得到含有金属钽元素和配体的包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥，在20 mL的0.01 mol/L的氢氧化锂水溶液中加入0.05 g核壳颗粒中间体，70 ℃反应8 h，离心干燥后在氧气气氛下800 ℃煅烧4 h，得到钽酸锂（LiTaO

通过透射电子显微镜观察对比例4的LiTaO

对比例5

一种通过一锅法制备钽酸锂（LiTaO

将0.08 g锰酸锂纳米颗粒、0.001 g氯化钽、和0.00012 g一水合氢氧化锂、0.5 mL过氧化氢和1 mL乙二胺在100 mL体积比为1:1的水和乙醇的混合溶剂中均匀混合，剧烈搅拌下在70 ℃反应4 h，得到含有中间体包覆层的核壳颗粒中间体，离心干燥后在氧气气氛下300 ℃煅烧4 h，得到钽酸锂（LiTaO

通过透射电子显微镜观察对比例5制备得到的LiTaO

测试例1

将实施例4、5、6制备得到的LiTaO

设置对照例，将未进行包覆的锰酸锂纳米颗粒作为正极材料按以上同样的条件组装纽扣式锂离子电池。

使用武汉蓝电电池测试系统进行恒流充放电，充放电的电压区间为3.5~4.3 V，测试温度为恒定温度25 ℃。计算比容量时所用的电池的活性物质质量以锰酸锂正极材料的质量计算，不包含快离子导体包覆层的质量。

图17为测试例1中四种电池在100 mA/g的充放电电流密度下进行充放电循环的首圈充放电曲线图，从图17中可以看到，电池的首圈放电比容量与包覆层的厚度密切相关，其中，实施例5的2 nm钽酸锂包覆的锰酸锂纳米颗粒作为正极材料的电池表现出最高的放电比容量（116.5 mAh/g），没有任何包覆的对照例电池的放电比容量为108.5 mAh/g，表明2nm钽酸锂包覆后电池的放电比容量明显提高，但是3 nm钽酸锂包覆层会使电池的放电比容量降低至106.6 mAh/g，由于本发明的过程可以在纳米级别调控包覆层的厚度，因此便于确定最佳包覆厚度。

测试例2

将实施例5制备得到的LiTaO

使用武汉蓝电电池测试系统进行恒流充放电，充放电的电压区间为3.5~4.3 V，测试温度为恒定温度25 ℃。计算比容量时所用的电池的活性物质质量以锰酸锂正极材料的质量计算，不包含快离子导体包覆层的质量。

图18为测试例2中两种电池在100 mA/g的充放电电流密度下进行充放电循环的首圈充放电曲线图，从图18中可以看到，电池的首圈放电比容量与包覆层的组成密切相关，其中，快离子导体LiTaO

测试例3

将实施例5制备得到的LiTaO

使用武汉蓝电电池测试系统进行恒流充放电，充放电的电压区间为3.5~4.3 V，测试温度为恒定温度25 ℃。计算比容量时所用的电池的活性物质质量以锰酸锂正极材料的质量计算，不包含快离子导体包覆层的质量。

图19为测试例3中两种电池在200 mA/g的充放电电流密度下进行充放电循环的测试结果图，从图19中可以看出，实施例5组装的纽扣电池在经过200圈循环后，放电比容量明显高于对比例3的电池，实施例5组装的电池的循环性能明显优于对比例3组装的电池的循环性能，这得益于本发明的方法制备得到的均匀、连续的厚度在纳米精度可控的快离子导体包覆层。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。本领域技术人员应当理解，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。