[发明专利]复合包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法、正极和锂离子电池

权利要求书

1.一种复合包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，该正极材料包括核壳结构复合材料，所述核壳结构复合材料包括内核和包覆在所述内核表面的壳层，所述内核为镍钴锰酸锂颗粒，所述壳层包括第一纳米金属氧化物和第二纳米金属氧化物，所述第一纳米金属氧化物为纳米氧化钨，所述第二纳米金属氧化物包括纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化镁中的至少一种，以金属元素计，所述第一纳米金属氧化物和所述第二纳米金属氧化物的重量比为1:(0.5～2.0)。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述核壳结构复合材料的平均粒径为8～14μm。

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其中，所述内核为镍钴锰酸锂的二次颗粒，所述镍钴锰酸锂的化学式为Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂，其中0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.2。

4.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述核壳结构复合材料的XRD谱图的(003)衍射峰的峰强度I₀₀₃和(104)衍射峰的峰强度I₁₀₄的比值I₀₀₃/I₁₀₄为1.1≤I₀₀₃/I₁₀₄≤1.5；所述核壳结构复合材料的(104)衍射峰的半峰宽为0.2～0.26。

5.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述镍钴锰酸锂颗粒与所述第一纳米金属氧化物和所述第二纳米金属氧化物的重量比为1:(0.0005～0.005):(0.00025～0.0025)。

6.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述第二纳米金属氧化物为纳米氧化钛和纳米氧化铝的混合物；以金属元素计纳米氧化钨、纳米氧化钛和纳米氧化铝的重量之比为1:(0.25～1.0):(0.25～1.0)。

7.制备权利要求1～6中任意一项所述的锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1，使镍钴锰三元前驱体与锂源进行第一混合后，然后在含氧气体氛围进行第一焙烧，所述第一焙烧的温度为800～950℃，时间为10～20h，得到第一焙烧产物；

S2，使所述第一焙烧产物与所述第一纳米金属氧化物和所述第二纳米金属氧化物进行第二混合后进行第二焙烧，所述第二焙烧的温度为400～600℃，时间为8～16h，得到所述锂离子电池正极材料；

其中，以锂元素计所述锂源与所述镍钴锰三元前驱体的用量摩尔比为(1.010～1.060)：1，以金属元素计，所述第一纳米金属氧化物、所述第二纳米金属氧化物与所述第一焙烧产物的用量重量比为(0.0005～0.005):(0.00025～0.0025):1。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述含氧气体氛围的氧气含量为50～100mol％；

所述第一纳米金属氧化物的粒径为10～100nm，所述第二纳米金属氧化物的粒径为10～100nm；

所述锂源为选自碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂或氟化锂，或者为它们中两者或三者或四者的组合；

所述镍钴锰三元前驱体的结构式为Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂，其中0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.2。

9.根据权利要求7所述的方法，所述第一纳米金属氧化物为纳米氧化钨，所述第二纳米金属氧化物为纳米氧化钛和纳米氧化铝的混合物；以金属元素计所述纳米氧化钨、所述纳米氧化钛和所述纳米氧化铝的重量之比为1：(0.25～1.0):(0.25～1.0)；所述纳米氧化钨、所述纳米氧化钛和所述纳米氧化铝的粒径之比为1:(0.2～1.0):(0.2～1.0)。