[发明专利]球形或类球形锂离子电池正极材料及锂离子电池

说明书

本发明涉及一种球形或类球形锂离子电池正极材料及锂离子电池，所述正极材料化学通式为：Li_aNi_xCo_yMn_zM_bO₂，其中：1.02≤a≤1.20；0.0≤b≤0.5；0.30≤x≤0.60；0.20≤y≤0.40；0.05≤z≤0.50；x+y+z＝1；M选自Mg、Ti、Al、Zr、Y、Co、Mn、Ni、Ba及稀土元素中的一种或两种以上，所述正极材料在扫描电子显微镜下，包括形貌呈球形或类球形的一次颗及一次颗粒团聚成的二次颗粒，一次颗粒团聚成的二次颗粒的数量百分数小于或等于30％。所得正极材料制得的锂电池比容量高，高温稳定性、安全性及高温循环性能优异，且制备方法简单，成本较低。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种球形或类球形锂离子电池正极材料及锂离子电池。

背景技术

随着动力电池发展走向多元化，在多个领域都有所应用，动力电池也成为新能源汽车的重点和核心，掌握了动力电池技术就等于拥有了新能源汽车发展的核心优势。动力电池最关键指标集中在五大方面：安全稳定性能、循环寿命、耐宽温性、充电速度和能量密度。然而，锂离子电池这五大方面性能的提高很大程度上取决于正极材料的特性。

目前，常规使用的锂离子电池正极材料主要有：1)尖晶石结构的锂锰类复合氧化物，价格便宜且比较容易合成，制成电池时的安全性能优异，但比容量低，高温循环及存储性能较差；2)橄榄石结构的磷酸铁锂类复合氧化物，安全性能稳定，高温性能好，重量轻，但比容量低，低温性能较差；3)常规层状锂镍类复合氧化物，具有比容量高，热稳定性良好等优点，但当脱锂量较大时，结构变得十分脆弱，结构变得十分脆弱，晶格内活性金属和氧发生位移，达到一定的高温高压，原子重排再构逐步加剧，晶粒体积和物相发生较大变化；另一方面，与电解液发生化学和电化学作用，导致材料容易脱氧、过渡金属溶解，特别在高电压下电解液会被氧化，产生H⁺，提高了电解液的酸度，从而使电极材料表面膜遭到HF的破坏，界面的成分和结构进一步被改变，严重影响材料电化学性能和循环性能。

为了解决上述问题，对锂镍类复合氧化物进行体相掺杂和表面包覆改性是一种有效的改善方法。对锂镍类复合氧化物进行体相掺杂，可以有效的抑制结构的变化，增强材料的可逆性，抑制循环过程中电荷转移阻抗的增加；对锂镍类复合氧化物进行表面包覆改性，能有效的避免材料与电解液的直接接触，特别是电解液中的HF，从而阻止副反应的发生，抑制了材料晶体相变，从而提高材料的安全性、循环稳定性及倍率性等。