[发明专利]一种正极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括基体和包覆在所述基体上的包覆层，所述基体为高镍三元材料，所述包覆层为含有Al、Co和Mn的复合氧化物包覆层。

2.根据权利要求1所述正极材料，其特征在于，所述包覆层为AlCoMnO₅包覆层；

优选地，所述包覆层的厚度为3-4nm。

3.根据权利要求1或2所述正极材料，其特征在于，所述高镍三元材料的化学式为Li_aNi_1-x-yCo_xM_yO₂，其中：0.90a1.10，0≤x0.09，0≤y≤0.05，M为Al、Mn、Zr、Mg、Ca、Nb或Ti中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述基体为层状结构；

优选地，所述正极材料为层状结构。

4.一种如权利要求1-3任一项所述正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将基体前驱体与锂源混合后，进行煅烧，得到基体材料；

(2)将铝源、钴源和锰源在溶解剂中混合，加入共沉淀剂，静置反应，之后固液分离得到包覆材料；

(3)将步骤(1)所述基体材料与步骤(2)所述包覆材料混合后，进行热处理，得到所述正极材料。

5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述基体前驱体为商业化前驱体；

优选地，步骤(1)所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂或草酸锂中的任意一种或至少两种的组合，优选为氢氧化锂；

优选地，步骤(1)中，所述锂源与所述基体前驱体的质量比根据所述基体材料中锂元素与其他金属元素的化学计量比而确定；

优选地，步骤(1)所述基体前驱体在使用前进行脱水预处理；

优选地，所述脱水预处理的温度为400-600℃；

优选地，所述脱水预处理的时间为5-10h；

优选地，所述脱水预处理的气氛为含氧气氛。

6.根据权利要求4或5所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的方法为机械混合和/或手工混合；

优选地，步骤(1)所述混合的时间为0.4-1h；

优选地，步骤(1)所述混合的温度为25-40℃；

优选地，步骤(1)所述煅烧的温度为700-780℃；

优选地，步骤(1)所述煅烧的时间为6-20h；

优选地，步骤(1)所述煅烧的气氛包括氧气气氛；

优选地，步骤(1)还包括在煅烧后对得到的产品进行粉碎。

7.根据权利要求4-6任一项所述制备方法，其特征在于，步骤(2)所述铝源包括氧化铝、硝酸铝、氯化铝、氢氧化铝、氟化铝或硫酸铝中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)所述钴源包括氧化钴和/或氢氧化高钴；

优选地，步骤(2)所述锰源包括二氧化锰；

优选地，步骤(2)所述铝源、钴源和锰源中，Al、Co和Mn的元素摩尔比为(0.9-1.1):(0.9-1.1):(0.9-1.1)；

优选地，步骤(2)所述溶解剂为酸性溶液；

优选地，所述酸性溶液包括硝酸溶液、盐酸溶液或硫酸溶液中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)所述共沉淀剂包括氨水；

优选地，所述氨水中溶质的质量分数为30-50％；

优选地，步骤(2)所述共沉淀剂将反应体系的pH值调节至4-11；

优选地，步骤(2)所述静置反应的时间为10-20h；

优选地，步骤(2)所述固液分离的方法为过滤；

优选地，步骤(2)所述固液分离之后还包括洗涤和烘干；

优选地，所述洗涤的洗涤水温度为20-30℃；

优选地，所述烘干的温度为80-100℃；

优选地，所述烘干的时间为5-10h；

优选地，步骤(2)还包括，对固液分离得到的固体进行研磨过筛。