[發明專利]球形或類球形鋰離子電池正極材料及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710562906.6
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107359334B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 周朝毅;殷筑安;王麗娟;楊代祥;彭鵬;向黔新;梅銘;李路
• 申請（專利權）人: 貴州振華新材料有限公司;貴州振華義龍新材料有限公司;貴州振華新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹

本發明涉及一種球形或類球形鋰離子電池正極材料及鋰離子電池，所述正極材料化學通式為：Li_aNi_xCo_yMn_zM_bO₂，其中：1.02≤a≤1.20；0.0≤b≤0.5；0.30≤x≤0.60；0.20≤y≤0.40；0.05≤z≤0.50；x+y+z＝1；M選自Mg、Ti、Al、Zr、Y、Co、Mn、Ni、Ba及稀土元素中的一種或兩種以上，所述正極材料在掃描電子顯微鏡下，包括形貌呈球形或類球形的一次顆及一次顆粒團聚成的二次顆粒，一次顆粒團聚成的二次顆粒的數量百分數小于或等于30％。所得正極材料制得的鋰電池比容量高，高溫穩定性、安全性及高溫循環性能優異，且制備方法簡單，成本較低。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種球形或類球形鋰離子電池正極材料及鋰離子電池。

背景技術

隨著動力電池發展走向多元化，在多個領域都有所應用，動力電池也成為新能源汽車的重點和核心，掌握了動力電池技術就等于擁有了新能源汽車發展的核心優勢。動力電池最關鍵指標集中在五大方面：安全穩定性能、循環壽命、耐寬溫性、充電速度和能量密度。然而，鋰離子電池這五大方面性能的提高很大程度上取決于正極材料的特性。

目前，常規使用的鋰離子電池正極材料主要有：1)尖晶石結構的鋰錳類復合氧化物，價格便宜且比較容易合成，制成電池時的安全性能優異，但比容量低，高溫循環及存儲性能較差；2)橄欖石結構的磷酸鐵鋰類復合氧化物，安全性能穩定，高溫性能好，重量輕，但比容量低，低溫性能較差；3)常規層狀鋰鎳類復合氧化物，具有比容量高，熱穩定性良好等優點，但當脫鋰量較大時，結構變得十分脆弱，結構變得十分脆弱，晶格內活性金屬和氧發生位移，達到一定的高溫高壓，原子重排再構逐步加劇，晶粒體積和物相發生較大變化；另一方面，與電解液發生化學和電化學作用，導致材料容易脫氧、過渡金屬溶解，特別在高電壓下電解液會被氧化，產生H⁺，提高了電解液的酸度，從而使電極材料表面膜遭到HF的破壞，界面的成分和結構進一步被改變，嚴重影響材料電化學性能和循環性能。

為了解決上述問題，對鋰鎳類復合氧化物進行體相摻雜和表面包覆改性是一種有效的改善方法。對鋰鎳類復合氧化物進行體相摻雜，可以有效的抑制結構的變化，增強材料的可逆性，抑制循環過程中電荷轉移阻抗的增加；對鋰鎳類復合氧化物進行表面包覆改性，能有效的避免材料與電解液的直接接觸，特別是電解液中的HF，從而阻止副反應的發生，抑制了材料晶體相變，從而提高材料的安全性、循環穩定性及倍率性等。