[发明专利]复合材料及其制备方法、含该复合材料的锂离子电池

权利要求书

1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料为核壳结构，所述复合材料的壳层包括中间层及包覆在中间层外的外层，所述复合材料的内核为Li(Ni_xCo_yAl_z)O₂，中间层为Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂，外层为LiNi_0.5Mn_1.5O₄，所述复合材料的内核、中间层、外层的摩尔比为a:b:c，其中a+b+c=1、0<b<0.5、0<c<0.5，x+y+z=1、y=0.15、0.03≤z≤0.05。

2.如权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，a:b:c=0.8:0.15:0.05，x=0.8、z=0.05。

3.一种复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

依次通过共沉淀反应得到核壳结构的复合材料前驱体，所述复合材料前驱体的壳层包括中间层及包覆在中间层外的外层，所述复合材料前驱体的内核为(Ni_xCo_yAl_z)(OH)₂、中间层为(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂、外层为Ni_0.25Mn_0.75(OH)₂；

将所述复合材料前驱体与锂源按照摩尔比1:1-1.1的比例混合均匀后在500-1000℃下进行焙烧，然后经冷却、破碎、过筛得到内核为Li(Ni_xCo_yAl_z)O₂、中间层为Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂、外层为LiNi_0.5Mn_1.5O₄的复合材料，所述复合材料的内核、中间层、外层的摩尔比为a:b:c，其中a+b+c=1、0<b<0.5、0<c<0.5，x+y+z=1、y=0.15、0.03≤z≤0.05。

4.如权利要求3所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述依次通过共沉淀反应得到核壳结构的复合材料前驱体，具体包括：

按照Ni、Co、Al的摩尔比为x:y:z的比例向高速旋转的反应釜中滴加Ni、Co、Al的三元盐溶液，同时滴加碱溶液控制反应釜中混合物的pH值为10-12进行共沉淀反应，得到固相为(Ni_xCo_yAl_z)(OH)₂的固液混合物；

当(Ni_xCo_yAl_z)(OH)₂颗粒足够大时，停止滴加Ni、Co、Al的三元盐溶液，按照Ni、Co、Mn的摩尔比为1:1:1的比例立即向所述反应釜中滴加Ni、Co、Mn的三元盐溶液，控制反应釜中混合物的pH值为10-12继续进行共沉淀反应，在(Ni_xCo_yAl_z)(OH)₂颗粒外部形成中间层(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂；

当一定厚度的中间层形成后，停止滴加Ni、Co、Mn的三元盐溶液，按照Ni、Mn的摩尔比为0.25:0.75的比例立即向反应釜中滴加Ni、Mn的二元盐溶液，控制反应釜中混合物的pH值为10-12继续进行共沉淀反应，至在所述中间层外部形成一定厚度的外层Ni_0.25Mn_0.75(OH)₂，停止反应；

将反应完成后的固液混合物通过离心分离，将分离出的固相物质洗涤至中性后在100-200℃下烘干1-10h，得到核壳结构的复合材料前驱体。