[发明专利]一种正极材料、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料是由一次纳米片结合而成的二次颗粒，暴露在所述正极材料表面的所述一次纳米片的平面的二维尺寸为：第一维度尺寸为200-400nm，第二维度尺寸为80-150nm，二次颗粒D50为9-14μm，所述正极材料的组成为Li_xNi_aCo_bM_cN_1-a-b-cO₂，0.9≤x≤1.1，0.5≤a＜1.0，0＜b≤0.3，0c0.3，0≤1-a-b-c0.05，M为Mn和Al中的任意一种或两种，N为Mg、B、Sr、Y、Ga、Ba、La、Zr、Ti和W中的任意一种或至少两种的组合；

暴露在所述正极材料表面的所述一次纳米片的平面并非二维平面，而是与二维平面相邻的侧面；所述第一维度尺寸指的是纳米片暴露在二次颗粒外侧平面长的一边，第二维度尺寸指的是纳米片暴露在二次颗粒外侧平面短的一边；

所述正极材料通过下述方法制备得到，所述方法包括以下步骤：

将晶粒生长抑制剂填充至正极材料前驱体的颗粒与颗粒之间的孔隙内得到初产物，所述晶粒生长抑制剂能与锂化合；

低温预烧结所述初产物，所述低温预烧结的温度为300-700℃，得到附着有所述晶粒生长抑制剂的脱水前驱体；

将所述脱水前驱体与锂盐混合，高温烧结，所述高温烧结的温度为700-900℃，得到正极材料；

所述正极材料前驱体为采用氢氧化物共沉淀法制备的球形三元氢氧化物前驱体；

所述晶粒生长抑制剂包括硅化合物和磷化合物中的任意一种或两种的组合，所述正极材料整体中硅元素和/或磷元素的总元素含量为2000-20000ppm，所述硅化合物包括SiO、SiO₂-12WO₃-24H₂O和MnSiO₃中的任意一种或至少两种的组合，所述磷化合物包括P₂O₅、NH₄H₂PO₄和MgHPO₄中的任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述第一维度尺寸和第二维度尺寸的比值为1.8-3。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述一次纳米片堆叠形成球形二次颗粒。

4.一种如权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将晶粒生长抑制剂填充至正极材料前驱体的颗粒与颗粒之间的孔隙内得到初产物，所述晶粒生长抑制剂能与锂化合；

低温预烧结所述初产物，所述低温预烧结的温度为300-700℃，得到附着有所述晶粒生长抑制剂的脱水前驱体；

将所述脱水前驱体与锂盐混合，高温烧结，所述高温烧结的温度为700-900℃，得到正极材料；

所述正极材料前驱体为采用氢氧化物共沉淀法制备的球形三元氢氧化物前驱体；

所述晶粒生长抑制剂包括硅化合物和磷化合物中的任意一种或两种的组合，所述正极材料整体中硅元素和/或磷元素的总元素含量为2000-20000ppm，所述硅化合物包括SiO、SiO₂-12WO₃-24H₂O和MnSiO₃中的任意一种或至少两种的组合，所述磷化合物包括P₂O₅、NH₄H₂PO₄和MgHPO₄中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述正极材料前驱体的D50为9-13μm。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述正极材料整体中硅元素和/或磷元素的总元素含量为3000-10000ppm。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用融合机进行填充。