[发明专利]一种锂电池复合正极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种锂电池复合正极材料，包括由外壳包裹内核所构成的颗粒单元，其特征在于：

所述颗粒单元的内核是由含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒组成的二次球形颗粒；所述含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒之间通过填隙在它们间隙中的纳米含锂氧化物结合；

所述含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒的化学组成为Li_1+aNi_bCo_cA_dM_1-b-c-dO₂中的一种或多种，其中，-0.1≤a≤0.2，0＜b≤1，0＜c≤0.5，0＜d≤0.5；所述A为Mn或Al；所述M为Cr、Mg、Ga、Ti、Fe、Cu、Sb、Sr、Ca、K、Na、Sn、Zn、V、Sc中的一种或多种；

所述纳米含锂氧化物的化学组成为Li_eR_fO_g中的一种或多种；其中，e+f×（R的价态）=2g；所述R选自Nb、La、Ag、In、Te、Hf、Pb、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb中的一种或多种；

所述颗粒单元的外壳材料为以下电解质材料中的一种或几种的混合物：NASICON型锂离子导体Li_1+xT_2-xQ_x(PO₄)₃，其中，0<x<0.7，T选自Ti、Ge，Q选自Al、Ga、In、Sc；

钙钛矿型锂离子导体Li_3xLa_(2/3)-xTiO₃，其中，0<x<0.16；

LISICON型锂离子导体Li₁₄ZnGe₄O₁₆；

石榴石型锂离子导体Li₅LaG₂O₁₂，其中，G选自Ta、Nb；

Li₇La₃Zr₂O₁₂；

玻璃陶瓷电解质Li₂S-SiS₂-Li₃PO₄、Li₇P₃S₁₁、Li₁₀GeP₂S₁₂；

聚合物电解质聚丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸锂、聚马来酸锂、聚（甲基乙烯基醚共聚马来酸）锂、聚富马酸锂。

2.根据权利要求1所述的锂电池复合正极材料，其特征在于：所述含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒的粒径为50-1000nm，所述二次球形颗粒的粒径为0.5-50μm。

3.根据权利要求1所述的锂电池复合正极材料，其特征在于：所述颗粒单元的外壳与所述颗粒单元的质量比为0.01-0.15。

4.一种权利要求1-3中任一项所述的锂电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将所述颗粒单元的外壳材料或其前驱体与所述颗粒单元的内核材料或其前驱体均匀混合值得混合物；

将所得混合物高温烧结即可获得锂电池复合正极材料。

5.根据权利要求4所述的锂电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述颗粒单元的内核材料采用其前驱体的制备方法为：将多元过渡金属前驱体、R元素源与锂源混合烧结或先将R元素源沉降或吸附于多元过渡金属前驱体上然后与锂源混合烧结。

6.根据权利要求5所述的锂电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述多元过渡金属前驱体由多种过渡金属化合物组成；所述过渡金属化合物为过渡金属的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、碳酸盐中的一种或几种。