[發明專利]正極活性材料及其制備方法、正極片和鋰離子電池

有效

• 申請號: 201910153276.6
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109888271B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 潘海龍;白艷;鄭鎮興;陳婷婷;崔軍燕;陳修好
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/58;H01M4/525;H01M4/46;H01M10/0525
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提供了正極活性材料及其制備方法、正極片和鋰離子電池。該正極活性材料包括：由Li_α[(Ni_xCo_y)_(1?β)A_β]O_z形成的晶體，其中，所述A包括鋁、硼、鎂、鈦、鋯中的至少一種，0.95≤α≤1.1，0＜β≤0.2，0.75≤x≤0.95，0.03≤y≤0.25，1.9≤z≤2.1。該正極活性材料穩定性強、可以使得鋰離子電池的放電容量和循環壽命顯著提高，且成本較低、易于產業化。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，具體地，涉及正極活性材料及其制備方法、正極片和鋰離子電池。

背景技術

便攜式的無線電子產品正在急速發展，其電源的小型化、輕量化和高能量密度需求日益增大。另外，為了保護環境，隨著電動汽車、混合動力汽車的開發及投入使用，對大中型儲能性能好的鋰離子電池的需求也日益增大。因此，開發容量大、壽命長的鋰離子電池是相關技術中亟待解決的技術問題之一。目前，高能量型的鋰離子電池中，正極活性材料有例如尖晶石結構的LiMn₂O₄、之字形結構的LiMnO₂、巖鹽結構的LiCoO₂和LiNiO₂等，其中，由于LiNiO₂可以使得鋰離子電池具有較高的放電容量，因此其稱為目前廣泛研究的正極活性材料，但由于該材料在充電時的穩定性較差，導致其循環性能較差，所以并不能完全滿足當今對鋰離子電池的正極活性材料的使用要求。

因而，現有的正極活性材料的相關技術仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種穩定性強、可以使得鋰離子電池的放電容量、循環壽命顯著提高、成本較低、或者易于產業化的正極活性材料。

在本發明的一個方面，本發明提供了一種用于鋰離子電池的正極活性材料。根據本發明的實施例，該正極活性材料包括：由Li_α[(Ni_xCo_y)_(1-β)A_β]O_z形成的晶體，其中，所述A包括鋁、硼、鎂、鈦、鋯中的至少一種，0.95≤α≤1.1，0＜β≤0.2，0.75≤x≤0.95，0.03≤y≤0.25，1.9≤z≤2.1。發明人發現，該正極活性材料穩定性強、可以使得鋰離子電池的放電容量和循環壽命顯著提高，且成本較低、易于產業化。

根據本發明的實施例，所述A包括所述鋁、所述硼、所述鎂、所述鈦、所述鋯中的至少兩種。

根據本發明的實施例，所述A包括所述鋁、所述硼、所述鎂、所述鈦、所述鋯。

根據本發明的實施例，基于所述正極活性材料的總質量，所述A滿足以下條件的至少之一：所述鋁的質量百分含量大于0且小于或等于1％；所述硼的質量百分含量大于0且小于或等于0.35％；所述鎂的質量百分含量大于0且小于或等于0.35％；所述鈦的質量百分含量大于0且小于或等于0.5％；所述鋯的質量百分含量大于0且小于或等于0.4％。

根據本發明的實施例，α＝1，β＝0.1，x＝0.9，y＝0.1，z＝2，且基于所述正極活性材料的總質量，所述鋁的質量百分含量為0.5％，所述硼的質量百分含量為0.02％，所述鎂的質量百分含量為0.05％，所述鈦的質量百分含量為0.25％，所述鋯的質量百分含量為0.25％。