[發明專利]正極材料及其制備方法、正極和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202310826896.8
• 申請日: 2023-07-07
• 公開（公告）號: CN116544406A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 鄒昌武;易冬梅;孫玖;李友建;張彬;范未峰;王政強
• 申請（專利權）人: 宜賓鋰寶新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 任燕妮

本發明涉及鋰電材料技術領域，公開了正極材料及其制備方法、正極和鋰離子電池。公開的正極材料，其顆粒表面具有褶皺狀結構；正極材料的制備方法，包括：將正極材料基材與表面改性劑混合均勻，然后在630℃~750℃下煅燒6h~12h；表面改性劑選自三氧化鎢、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鈷、氧化鋁、氫氧化鋁和氫氧化鈷中至少一種，表面改性劑的平均粒徑為50nm~300nm。正極，采用本申請公開的正極材料制得；鋰離子電池，包括本申請公開的正極。本申請公開的正極材料，由于其顆粒表面具有褶皺狀結構，因此制得的電池電荷轉移阻抗低。

技術領域

本發明涉及鋰電材料技術領域，具體而言，涉及正極材料及其制備方法、正極和鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池廣泛應用于新能源汽車、3C?數碼、電動工具、儲能等領域，為人們的日常生活提供了巨大的便利。正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能好壞直接決定鋰離子電池的性能優劣，比如正極材料的加工性能、容量-倍率性能、循環性能、安全性能等。

關于正極材料的改性，大多聚焦于摻雜或者表面涂層，目前的研究已經非常廣泛且深入，也取得了不錯的效果。但比較缺乏對正極材料表面微觀形貌方面的研究。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種表面具有褶皺正極材料及其制備方法、正極和鋰離子電池，正極材料表面由于具有褶皺狀結構，由其制得的電池電荷轉移阻抗小。

本發明是這樣實現的：

第一方面，本發明提供一種正極材料，其顆粒表面具有褶皺狀結構。

第二方面，本發明提供一種正極材料的制備方法，包括：

將正極材料基材與表面改性劑混合均勻，然后在630℃~750℃下煅燒6h~12h；

表面改性劑選自三氧化鎢、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鈷、氧化鋁、氫氧化鋁和氫氧化鈷中至少一種，表面改性劑的平均粒徑為50nm~300nm。

在可選的實施方式中，煅燒溫度為650℃~720℃，煅燒時間為8h~10h。

在可選的實施方式中，正極材料基材的顆粒粒徑為3~5μm。

在可選的實施方式中，正極材料基材與表面改性劑的質量比為1:?0.001~0.01。

第三方面，本發明提供正極，包括如前述實施方式的正極材料或如前述實施方式任一項的制備方法制得的正極材料。

第四方面，本發明提供一種鋰離子電池，包括如前述實施方式的正極。

本發明具有以下有益效果：

本發明提供的正極材料，由于其顆粒表面具有褶皺狀結構，具有褶皺狀結構的顆粒相較于光滑顆粒具有更大的比表面積，將該正極材料用于制備正極時顆粒的接觸面積更大，有利于PVDF、導電劑的附著，可以有效降低正極材料的均漿分散性和均勻性，降低鋰離子電池電荷轉移阻抗。

本發明提供的正極材料的制備方法，通過使用合適粒徑范圍的表面改性劑對正極材料基材顆粒進行包覆，控制合適的煅燒溫度和時間，使包覆劑部分滲入正極材料基材顆粒內部，部分位于基材顆粒表面，并在顆粒表面形成褶皺狀包覆層。制得的該正極材料一方面由于包覆了金屬氧化物，可以起到隔絕正極材料與電解液，降低正極材料表面副反應，提升正極材料的循環性能、安全性能的作用；另一方面由于正極材料表面具有褶皺狀結構，其還有利于PVDF、導電劑的附著，可以有效降低正極材料的均漿分散性和均勻性，降低鋰離子電池電荷轉移阻抗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。