[發明專利]改性鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請號: 201611183486.2
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108206278A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 杜銳;柳娜;劉勇超;王嗣慧;孟煥平;劉永
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/36;H01M4/48;H01M4/1391;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發明公開了一種改性鋰離子電池正極材料，其是在鋰離子電池正極材料表面包覆有鋰硼氧化物包覆層，鋰離子電池正極材料的化學式為Li_aNi_xCo_yMn_1?x?yO₂，其中，0.95≤a≤1.05，0.6≤x＜1，0.01≤y＜0.4。本發明通過在鋰離子電池正極材料表面包覆鋰硼氧化物包覆層，可使在材料比表面積沒有明顯增大的情況下降低其表面殘鋰，進而改善材料高溫產氣的問題，應用于鋰離子電池中，可提高電池的首次放電效率和循環性能，具有良好的應用前景。本發明還公開了改性鋰離子電池正極材料的制備方法和一種鋰離子電池。

技術領域

本發明屬于新能源材料領域，更具體地說，本發明涉及一種表面殘鋰低且比表面積較小的改性鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有比能量高、應用溫度范圍寬、自放電率低、循環壽命長、安全性能好、無污染等優點，現已被應用于各個領域中，其中，高鎳材料具有更高的能量密度而受到人們的廣泛關注。但是隨著鎳含量的升高，高鎳材料表面的鋰雜質也較高，導致其加工性能不佳；而且鋰雜質會惡化電池在高溫下的產氣性能，鋰雜質越多，產氣就越嚴重；因此，降低高鎳材料表面的殘鋰量成為當今的研究重點。

目前普遍采用水洗加二次燒結來降低高鎳材料表面的殘鋰量。該方法可以較為明顯地降低材料表面殘鋰量，但是經該方法處理后的高鎳材料具有比表面積增大的問題，且材料與電解液之間的副反應加劇，導致電池的容量和循環性能下降。

有鑒于此，確有必要提供一種既可顯著降低材料表面的殘鋰量，同時避免材料比表面積增大的改性鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有鋰離子電池高鎳正極材料的表面殘鋰較高、去除殘鋰會增大材料比表面積等問題，提供一種表面殘鋰低且比表面積較小的改性鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種改性鋰離子電池正極材料，其是在鋰離子電池正極材料表面包覆有鋰硼氧化物包覆層，鋰離子電池正極材料的化學式為Li_aNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中，0.95≤a≤1.05，0.6≤x＜1，0.01≤y＜0.4。

作為本發明改性鋰離子電池正極材料的一種改進，所述改性鋰離子電池正極材料的比表面積為0.2～0.8m²/g。

作為本發明改性鋰離子電池正極材料的一種改進，所述改性鋰離子電池正極材料的表面殘鋰量小于等于3000ppm。

作為本發明改性鋰離子電池正極材料的一種改進，所述鋰硼氧化物包覆層的厚度為1～10nm，優選為2～5nm。

作為本發明改性鋰離子電池正極材料的一種改進，隨著鋰和硼摩爾比的改變，所得鋰硼氧化物也會改變，其化學式為mLi₂O·nB₂O₃，m:n為1:4、1:3、3:7、1:2、1:1、3:2、2:1、3:1、1:5、1:7、3:5或2:3。