[发明专利]正极活性材料及其制备方法、正极极片、锂离子二次电池

权利要求书

1.一种正极活性材料，其特征在于，包括本体颗粒和包覆在所述本体颗粒外表面的含M¹元素氧化物包覆层，所述本体颗粒包括含镍的锂复合氧化物；

所述本体颗粒的体相均匀掺杂有M²元素；

所述本体颗粒的表面层为掺杂有M³元素的外掺杂层；

所述M¹元素及M³元素各自独立地选自Mg、Al、Ca、Ce、Ti、Zr、Zn、Y及B中的一种或多种，所述M²元素包括Si、Ti、Cr、Mo、V、Ge、Se、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、Sb、Te、Ce及W中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，

所述正极活性材料在78％脱锂态时，所述M²元素的化合价为+3价以上，优选为+4价、+5价、+6价、+7价及+8价中的一种或多种；

和/或，所述正极活性材料在78％脱锂态时，所述M²元素具有两个以上不同的价态，且处于最高价态的所述M²元素的化合价为+4价、+5价、+6价、+7价及+8价中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，

所述本体颗粒中任意一点的所述M²元素的质量浓度偏差为20％以下；

和/或，所述正极活性材料中所述M²元素的含量与所述本体颗粒中所述M²元素的平均质量浓度的偏差ε为30％以下，优选为20％以下。

4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料中，所述M¹元素的含量为100ppm～2000ppm，所述M²元素的含量为500ppm～5000ppm，所述M³元素的含量为400ppm～3000ppm。

5.根据权利要求1所述的正极活性材料，所述本体颗粒中所述M³元素具有由所述本体颗粒的外表面至核心方向减小的质量浓度梯度，所述外掺杂层中所述M³元素的质量浓度小于所述包覆层中所述M¹元素的质量浓度。

6.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述M¹元素与所述M³元素相同且均为L元素，所述L元素具有由所述正极活性材料的颗粒外表面至核心方向减小的质量浓度梯度，所述L元素为Mg、Al、Ca、Ce、Ti、Zr、Zn、Y及B中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料中所述M¹元素与所述M³元素的含量之和与所述正极活性材料的平均粒径D_v50之比为25ppm/μm～1000ppm/μm。

8.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，

所述外掺杂层的厚度为所述本体颗粒粒径的10％～30％；

和/或，所述包覆层的厚度为1nm～200nm。

9.根据权利要求1至8任一项所述的正极活性材料，其特征在于，

所述正极活性材料的平均粒径D_v50为3μm～20μm，优选为5μm～11μm，进一步优选为6μm～8μm；

和/或，所述正极活性材料的比表面积为0.2m²/g～1.5m²/g，优选为0.3m²/g～1m²/g；

和/或，所述正极活性材料的振实密度为2.3g/cm³～2.8g/cm³。