[发明专利]正极活性物质前驱体、其制备方法及正极活性物质

说明书

本发明公开了一种正极活性物质前驱体、其制备方法及正极活性物质，正极活性物质前驱体包括由多个一次颗粒聚集而成的二次颗粒，所述二次颗粒包括由自身核心至外表面的方向交替分布的疏松层和紧密层，且所述二次颗粒的最内部为所述疏松层、最外部为所述紧密层。本发明提供的正极活性物质前驱体，使得采用其的正极活性物质同时兼顾较高的首次充电比容量、首次放电比容量、首次库伦效率及循环性能，因此能够使锂离子二次电池同时兼顾较高的首次充电比容量、首次放电比容量、首次库伦效率及循环性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种正极活性物质前驱体、其制备方法及正极活性物质。

背景技术

正极活性物质对锂离子电池能量密度的提升具有重要影响。其中高镍三元正极活性物质具有较高的能量密度，因而有望成为锂离子电池的下一代主流正极活性物质。

高镍三元正极活性物质的性能很大程度上受到高镍三元正极活性物质前驱体性能的影响。现有的高镍三元正极活性物质前驱体所合成的正极活性物质，或者其具有较高的容量，但循环性能较差、且易产气；或者其循环性能相对较高、产气相对较少，但容量较低；使得正极活性物质难以具备良好的综合电化学性能，从而降低锂离子电池的综合电化学性能。

发明内容

本发明实施例提供一种正极活性物质前驱体、其制备方法及正极活性物质，旨在使正极活性物质同时兼顾较高的首次充电比容量、首次放电比容量、首次库伦效率及循环性能。

本发明实施例第一方面提供一种正极活性物质前驱体，正极活性物质前驱体包括由多个一次颗粒聚集而成的二次颗粒，二次颗粒包括由自身核心至外表面的方向交替分布的疏松层和紧密层，且二次颗粒的最内部为疏松层、最外部为紧密层。

本发明实施例第二方面提供一种正极活性物质前驱体的制备方法，方法包括以下步骤：

提供混合盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液及底液，其中混合盐溶液中含有正极活性物质前驱体中金属的盐；

第一反应步骤，将混合盐溶液、沉淀剂溶液及络合剂溶液加入底液中，在抑制晶粒生长的反应条件下进行共沉淀反应，以使多个一次颗粒形成疏松层；

第二反应步骤，继续将混合盐溶液、沉淀剂溶液及络合剂溶液加入底液中，在促进晶粒生长的反应条件下继续进行共沉淀反应，以使多个一次颗粒在疏松层外表面形成紧密层；

重复第一反应步骤和第二反应步骤，以使疏松层和紧密层由二次颗粒核心至外表面的方向交替分布，得到正极活性物质前驱体。

本发明实施例第三方面提供一种正极活性物质，正极活性物质由上述的正极活性物质前驱体与锂复合而成。

本发明实施例提供的正极活性物质前驱体，其包括由自身核心至外表面的方向交替分布的疏松层和紧密层，且二次颗粒的最内部为疏松层、最外部为紧密层，采用该正极活性物质前驱体的正极活性物质也能继承该种特性，即正极活性物质包括由自身核心至外表面方向交替分布的疏松区域和紧密区域，且正极活性物质的最内部为疏松区域、最外部为紧密区域。

正极活性物质通过紧密区域的高致密性，保证了自身具有较高的结构稳定性，并通过最外部的紧密区域减少电解液在正极活性物质表面的副反应，有效抑制产气，从而提高了正极活性物质的循环性能；并且，正极活性物质通过疏松区域的疏松结构，有利于正极活性物质的脱锂和嵌锂，确保正极活性物质具有较高的容量发挥，同时能够缓冲正极活性物质在充电和放电过程中发生的体积变化，有效抑制正极活性物质在充电和放电过程中因体积膨胀导致的开裂等问题，进一步提高正极活性物质的循环性能。

因此，采用本发明实施例提供的正极活性物质前驱体，能够使正极活性物质同时兼顾较高的首次充电比容量、首次放电比容量、首次库伦效率及循环性能，从而使得锂离子二次电池能够同时兼顾较高的首次充电比容量、首次放电比容量、首次库伦效率及循环性能。

附图说明