[发明专利]改性锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明公开了一种改性锂离子电池正极材料，其是在锂离子电池正极材料表面包覆有锂硼氧化物包覆层，锂离子电池正极材料的化学式为Li_aNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂，其中，0.95≤a≤1.05，0.6≤x＜1，0.01≤y＜0.4。本发明通过在锂离子电池正极材料表面包覆锂硼氧化物包覆层，可使在材料比表面积没有明显增大的情况下降低其表面残锂，进而改善材料高温产气的问题，应用于锂离子电池中，可提高电池的首次放电效率和循环性能，具有良好的应用前景。本发明还公开了改性锂离子电池正极材料的制备方法和一种锂离子电池。

技术领域

本发明属于新能源材料领域，更具体地说，本发明涉及一种表面残锂低且比表面积较小的改性锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有比能量高、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、安全性能好、无污染等优点，现已被应用于各个领域中，其中，高镍材料具有更高的能量密度而受到人们的广泛关注。但是随着镍含量的升高，高镍材料表面的锂杂质也较高，导致其加工性能不佳；而且锂杂质会恶化电池在高温下的产气性能，锂杂质越多，产气就越严重；因此，降低高镍材料表面的残锂量成为当今的研究重点。

目前普遍采用水洗加二次烧结来降低高镍材料表面的残锂量。该方法可以较为明显地降低材料表面残锂量，但是经该方法处理后的高镍材料具有比表面积增大的问题，且材料与电解液之间的副反应加剧，导致电池的容量和循环性能下降。

有鉴于此，确有必要提供一种既可显著降低材料表面的残锂量，同时避免材料比表面积增大的改性锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有锂离子电池高镍正极材料的表面残锂较高、去除残锂会增大材料比表面积等问题，提供一种表面残锂低且比表面积较小的改性锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种改性锂离子电池正极材料，其是在锂离子电池正极材料表面包覆有锂硼氧化物包覆层，锂离子电池正极材料的化学式为Li_aNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中，0.95≤a≤1.05，0.6≤x＜1，0.01≤y＜0.4。

作为本发明改性锂离子电池正极材料的一种改进，所述改性锂离子电池正极材料的比表面积为0.2～0.8m²/g。

作为本发明改性锂离子电池正极材料的一种改进，所述改性锂离子电池正极材料的表面残锂量小于等于3000ppm。

作为本发明改性锂离子电池正极材料的一种改进，所述锂硼氧化物包覆层的厚度为1～10nm，优选为2～5nm。

作为本发明改性锂离子电池正极材料的一种改进，随着锂和硼摩尔比的改变，所得锂硼氧化物也会改变，其化学式为mLi₂O·nB₂O₃，m:n为1:4、1:3、3:7、1:2、1:1、3:2、2:1、3:1、1:5、1:7、3:5或2:3。