[發明專利]正極材料及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請號: 202211652238.3
• 申請日: 2022-12-21
• 公開（公告）號: CN116230935A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 李旭;羅亮;鄭玉;楊順毅;黃友元
• 申請（專利權）人: 深圳市貝特瑞納米科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M10/0525;C01G53/00;C01G39/00;C01G53/04;C01G45/12;C01G41/00;C01G33/00
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 張維

本申請涉及一種正極材料及其制備方法、鋰離子電池。所述正極材料包括基體以及至少覆設在基體表面的包覆層，基體的化學通式為式(Ⅰ)：Lisubgt;a/subgt;Nisubgt;b/subgt;Cosubgt;c/subgt;Nsubgt;d/subgt;Msupgt;2/supgt;subgt;e/subgt;Osubgt;2/subgt;(Ⅰ)式(Ⅰ)中，N包括Mn和/或Al，Msupgt;2/supgt;包括Zr、Sr、Co、Ba、Y、Ce、Al、Mg和La中的至少一種；所述包覆層的化學通式為式(Ⅱ)所示：Lisubgt;g/subgt;Msupgt;1/supgt;subgt;(2h?g)/i/subgt;Osubgt;h/subgt;(Ⅱ)式(Ⅱ)中，Msupgt;1/supgt;包括Mn、Ti、W、Mo和Nb中的至少一種；在正極材料采用X射線衍射測量得到的衍射圖譜中，正極材料具有(102)面的衍射峰2θsubgt;102/subgt;、(006)面的衍射峰2θsubgt;006/subgt;、(110)面的衍射峰2θsubgt;110/subgt;和(108)面的衍射峰2θsubgt;108/subgt;，2θsubgt;102/subgt;、2θsubgt;006/subgt;、2θsubgt;110/subgt;和2θsubgt;108/subgt;滿足以下關系：2θsubgt;102/subgt;?2θsubgt;006/subgt;≥0.25、2θsubgt;110/subgt;?2θsubgt;108/subgt;≥0.33。

技術領域

本發明屬于正極材料技術領域，尤其涉及一種正極材料及其制備方法、鋰離子電池。

背景技術

環境污染和能源危機已經成為當今世界發展的兩大難題，解決傳統化石能源過度消耗及其引發的環境問題已迫在眉睫，新能源的開發利用越來越受到世界各國的高度重視。發展新能源電動汽車是提高我國汽車產業競爭力，保障能源安全和發展低碳經濟的重要途徑，電動汽車發展的關鍵在于動力電池的發展。然而新能源電動汽車還不被人們廣泛接受，這主要是與傳統燃油汽車相比，電動汽車在價格、續航里程以及安全性等方面還存在較大差距。鋰離子動力電池作為電動汽車的核心部件和發展瓶頸，起著決定性作用。而正極材料是影響鋰離子電池成本、能量密度和安全性的關鍵因素。鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰的能量密度均低于180mAh/g，無法滿足鋰離子電池應用領域對能量密度日益增長的需求，高鎳三元材料作為一種新型正極材料，其具有能量密度高、工作電壓高及振實密度高的綜合優勢，已大量應用于3C和動力電池領域。

隨著高鎳三元材料中鎳含量的不斷提升，材料的高倍率性能和阻抗受到了極大的挑戰，目前提升材料倍率性能和熱穩定性的方法主要包括摻雜和包覆。常規的包覆改性處理的包覆材料為一元材料，而且在制備前驅體端的時候同步進行包覆，導致材料的內部基體與外部包覆層的鎳含量相差較大，從而導致材料的容量較低，且可操作性行變差。

因此，需要開發一種工藝簡單且兼顧高容量的正極材料。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種正極材料及其制備方法、鋰離子電池，本申請的正極材料具有較高的容量和倍率性能。

第一方面，本申請實施例提供一種正極材料，所述正極材料包括基體以及至少覆設在所述基體表面的包覆層，所述基體的化學通式為式(Ⅰ)所示：

Li_aNi_bCo_cN_dM²_eO₂(Ⅰ)

式(Ⅰ)中，N包括Mn和/或Al，M²包括Zr、Sr、Co、Ba、Y、Ce、Al、Mg和La中的至少一種，0.95≤a≤1.08，0.3≤b≤1，0≤c≤0.7，0≤d≤0.5，0≤e≤0.1，b+c+d+e＝1，0＜x≤1；

所述包覆層的化學通式為式(Ⅱ)所示：