[发明专利]一种锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池。本发明的锂离子电池正极材料的制备方法包括以下步骤：(1)将三元前驱体、锂源和助剂混合均匀，然后于600～980℃温度下保温5～15h，得中间产物；所述三元前驱体的化学式为Ni_xCo_yD_(1‑x‑y)(OH)₂，其中0＜x≤1，0＜y≤1，0＜x+y＜1，D为Mn、Al元素中的一种；所述助剂为AlF₃、KF、LiF、NaCl、KCl、H₃BO₃、B₂O₃中的一种或多种；(2)将中间产物与锂源混合均匀，然后于650～980℃温度下保温5～15h，即得。根据本发明的制备方法制备的正极材料，晶型结构较好，颗粒一致性较高；作为正极活性物质用于锂离子电池时，锂离子电池具有较高的能量密度。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

层状镍钴锰三元材料具有比容量高、安全性能好、生产成本低等优点，在锂电行业中的地位正在稳步上升。与常规三元材料对比，单晶三元材料循环稳定性好；机械强度高，电极压实过程中不容易破碎；比表面积低，有效减少了副反应；表面较为光滑，与导电剂可以较好的接触，利于锂离子的传输。单晶三元材料常用的制备方法为将镍钴锰和锂源按照相应的物质的量混合后经过一次煅烧得到。但是，所得材料颗粒尺寸一致性较差，团聚现象很难避免，导致成品颗粒的形貌及分布难以控制。

公布号为CN106910882A的中国专利申请中公开了一种基于前驱体分步加入锂源从而制备锂离子电池用大单晶层状正极材料的方法。该方法先将镍钴锰前驱体与锂源混合然后在900～1050℃温度下煅烧得一次晶粒，然后向一次晶粒中补充锂源，然后在800～950℃温度下再次煅烧。利用该方法制备的层状正极材料具有较高的压实密度，但是其比容量较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，可提高正极材料的比容量。

本发明的第二个目的在于提供一种根据上述锂离子电池正极材料的制备方法制得的正极材料，该正极材料晶型结构较好，颗粒一致性较高。

本发明的第三个目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有较高的能量密度。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三元前驱体、锂源和助剂混合均匀，然后于600～980℃温度下保温5～15h，得中间产物；所述三元前驱体的化学式为Ni_xCo_yD_(1-x-y)(OH)₂，其中0＜x≤1，0＜y≤1，0＜x+y＜1，D为Mn、Al元素中的一种；所述助剂为AlF₃、KF、LiF、NaCl、KCl、H₃BO₃、B₂O₃中的一种或多种；

(2)将中间产物与锂源混合均匀，然后于650～980℃温度下保温5～15h，即得。

本发明采用两步法制备正极材料，在制备过程中添加适当助剂，降低了烧结温度；并且分步加入锂源，使得制备所得正极材料的颗粒一致性较好，具有较好的晶型结构。本发明的制备方法改善了材料在后续加工及循环过程中的界面状况，从而使所得材料作为正极活性物质使用时具有较高的放电电压以及比容量，其中比容量可达到180mAh/g以上。同时本发明的制备方法步骤简便，可重复性强，适合工业化生产。