[發明專利]正極活性材料及其制備方法、正極極片、鋰離子二次電池

在審

• 申請號: 202211213785.1
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN116014117A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 鈄舒適;胡春華;蔣耀;吳奇;何金華;鄧斌
• 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;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525;C01G53/00;C01F7/021
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 呂倩茹

1.一種正極活性材料，其特征在于，包括本體顆粒和包覆在所述本體顆粒外表面的含M¹元素氧化物包覆層，所述本體顆粒包括含鎳的鋰復合氧化物；

所述本體顆粒的體相均勻摻雜有M²元素；

所述本體顆粒的表面層為摻雜有M³元素的外摻雜層；

所述M¹元素及M³元素相同且均為L元素，所述L元素具有由所述正極活性材料的顆粒外表面至核心方向減小的質量濃度梯度，所述L元素為Mg、Al、Ca、Ce、Ti、Zr、Zn、Y及B中的一種或多種，所述M²元素包括Si、Ti、Cr、Mo、V、Ge、Se、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、Sb、Te、Ce及W中的一種或多種；

其中，所述L元素在所述本體顆粒的體相中的含量為100ppm～2000ppm。

2.根據權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，

所述正極活性材料在78％脫鋰態時，所述M²元素的化合價為+3價以上，優選為+4價、+5價、+6價、+7價及+8價中的一種或多種；

和/或，所述正極活性材料在78％脫鋰態時，所述M²元素具有兩個以上不同的價態，且處于最高價態的所述M²元素的化合價為+4價、+5價、+6價、+7價及+8價中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，

所述本體顆粒中任意一點的所述M²元素的質量濃度偏差為20％以下；

和/或，所述正極活性材料中所述M²元素的含量與所述本體顆粒中所述M²元素的平均質量濃度的偏差ε為30％以下，優選為20％以下。

4.根據權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料中，所述L元素在所述外摻雜層中的含量為400ppm～3000ppm，所述M²元素的含量為500ppm～5000ppm。

5.根據權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料中所述M¹元素與所述M³元素的含量之和與所述正極活性材料的平均粒徑D_v50之比為25ppm/μm～1000ppm/μm。

6.根據權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，

所述外摻雜層的厚度為所述本體顆粒粒徑的10％～30％；

和/或，所述包覆層的厚度為1nm～200nm。

7.根據權利要求1至6任一項所述的正極活性材料，其特征在于，

所述正極活性材料的平均粒徑D_v50為3μm～20μm，優選為5μm～11μm，進一步優選為6μm～8μm；

和/或，所述正極活性材料的比表面積為0.2m²/g～1.5m²/g，優選為0.3m²/g～1m²/g；

和/或，所述正極活性材料的振實密度為2.3g/cm³～2.8g/cm³。

8.根據權利要求1至7任一項所述的正極活性材料，其特征在于，所述含鎳的鋰復合氧化物為式1所示的化合物，

Li_1+a[Ni_xCo_yMn_zM²_bM³_d]O_2-pX_p???????????式1

所述式1中，X選自F、N、P及S中的一種或多種，0.5≤x1，0≤y0.3，0≤z0.3，-0.2a0.2，0b0.2，0d0.2，0≤p0.2，x+y+z+b+d＝1。