[发明专利]一种多元正极材料及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种多元正极材料及其制备方法和锂离子电池。所述多元正极材料包括锂元素、除锂以外的金属元素和氧元素，所述多元正极材料中锂元素与氧元素的摩尔比为1:2，且所述除锂以外的金属元素中除镍和钴之外还至少含有2种金属元素。所述方法包括：1)将非锂金属源与碱溶液混合，调节pH至碱性，加热反应，固液分离取固体，得到氢氧化物前驱体；2)将氢氧化物前驱体与锂源混合，对得到的混合物进行煅烧，得到所述多元正极材料。本发明提供的多元正极材料采用择四种或四种以上过渡金属，相比传统三元材料具有更加优异的电化学性能。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，涉及一种多元正极材料及其制备方法和锂 离子电池。

背景技术

现代工业科技的飞速发展使得人类对于能源的需求日益增加，二次电池技 术是国家急需的支撑技术。目前人们对高安全、高容量的二次电池的需求也在 不断增加。然而，近年来关于二次电池的负面新闻也频频出现，起火、爆炸等 极端事故一直困扰着生产者与消费者。为了增强二次电池的安全性能与使用性 能，正极材料在充放电过程中能保持良好的稳定性和稳定的结构尤为重要。目 前企业使用的正极材料往往为一元材料如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄，后来逐 渐演变为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂、LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂等三元材料，但是这类材料往往 结构不稳定，需要进一步优化。

CN108550843A公开了一种镍钴锰三元材料的制备方法、镍钴锰三元材料、 锂离子电池正极材料和锂离子电池。该方案提供的镍钴锰三元材料的制备方法， 包括如下步骤：将三元材料前驱体与锂源共混物的烧结产物依次进行球磨、干 燥和二次烧结，得到镍钴锰三元材料。

CN110299535A公开了一种三元材料前驱体及其制备方法、三元材料和电 池，所述三元材料前驱体包括由Ni_xCo_y(OH)_z一次颗粒团聚形成的Ni_xCo_y(OH)_z二次颗粒以及均匀分散在Ni_xCo_y(OH)_z一次颗粒间隙中的氧化铝颗粒，以三元材 料前驱体中的镍元素和钴元素的总的摩尔数为基准，所述Ni_xCo_y(OH)_z二次颗粒 的表面的铝的含量低于0.1％。

CN109473652A公开了一种锂离子电池高镍三元材料的制备方法，首先根 据将连续共沉淀法制备的高镍三元氢氧化物前驱体与微粉氢氧化锂混合烧结制 备得到高镍三元材料，然后将高镍三元材料根据尺寸大小进行分级，分级后的 两级材料分别进行离心脱水、真空干燥、干法包覆纳米氧化物、二次烧结和粉 碎除磁，最后将两级材料进行充分混合即得到锂离子电池高镍三元材料。

CN109167055A公开了对三元材料进行包覆的方法及系统，向反应器中加 入硝酸铝溶液和三元材料颗粒，持续向反应器内通入非反应气体，对反应器内 溶液加热至第一标定温度后向反应器中加入尿素溶液，获得反应后的溶液；对 反应后的溶液进行过滤，获得三元材料前驱体；将干燥后的三元材料前驱体研 磨成粉末，获得三元材料前驱体粉末；在第二标定温度下对三元材料前驱体粉 末进行煅烧，冷却至第三标定温度，获得包覆均匀的三元材料。

但是上述方案均存在电化学性能有待进一步提高的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多元正极材料及其 制备方法和锂离子电池。本发明提供的多元正极材料相比传统三元材料具有更 加优异的电化学性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：