[发明专利]正极活性物质、正极和包括该正极的锂离子电池及其制造方法

说明书

本发明提供一种正极活性物质、正极和包括该正极的锂离子电池及其制造方法，所述正极活性物质包括：高镍镍钴锰三元正极材料和包覆在所述高镍镍钴锰三元正极材料的金属氧化物，其中，所述高镍镍钴锰三元正极材料由单晶颗粒形成，所述单晶颗粒的粒径为3‑5μm，金属氧化物的包覆量为0.1‑0.3％。本发明提供的正极活性物质，采用了小粒径的单晶高镍NCM三元材料，用于提高含有该正极活性物质的锂离子电池的容量和能量密度；而且，还在高镍NCM三元材料的表面包覆适量的金属氧化物，在保证锂离子电池的容量和能量密度的同时，还能够提高锂离子电池的循环性能和安全性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种正极活性物质、正极和包括该正极的锂离子电池及其制造方法。

背景技术

锂离子电池由于具有高能量密度、循环寿命长、洁净无污染等优点，使其成为最受青睐的新能源之一。随着对锂离子电池的使用更加频繁，其能量密度、循环寿命、安全等性能逐渐无法满足需求。正极活性物质作为锂离子电池中关键部件，对电池的能量密度、循环性能及安全等性能起着决定性的作用。因此，研究和开发具有高能量密度及循环性能好、安全性能高等性能的正极活性物质已成为锂离子电池行业的主要研究方向之一。

传统的锂离子电池中，其正极材料通常采用钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，但由于其材料本身的理论克容量较低，已无法满足高能量密度的要求。目前，高镍含量的镍钴锰(NCM)三元正极材料是重点研究和应用的正极活性物质之一。

然而，现有的高镍NCM三元正极材料在实际应用过程中仍然存在容量及能量密度低，循环性能和安全性能较差的问题。

因此，急需研发一种在兼顾容量和能量密度的同时，还能够提高电池的循环和安全性能的正极活性物质。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的就是提供一种正极活性物质、正极和包括该正极的锂离子电池及其制造方法，该正极活性物质采用小粒径的单晶高镍镍钴锰三元材料，使含有该正极活性物质的锂离子电池具有较高的容量和能量密度。同时，单晶高镍镍钴锰三元材料的表面上包覆有金属氧化物，进而可以提高锂离子电池的循环性能和安全性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一个方面，本发明提供了一种正极活性物质，包括：

高镍镍钴锰三元正极材料，所述高镍镍钴锰三元正极材料由单晶颗粒形成，其中，所述单晶颗粒的粒径为3-5μm；

金属氧化物，包覆在所述高镍镍钴锰三元正极材料的表面上，且包覆量为0.1-0.3％。

在本发明的一些实施方案中，所述正极活性物质的比表面积为0.5-0.7m²/g。

在本发明的一些实施方案中，所述高镍镍钴锰三元正极材料采用NCM811。

在本发明的一些实施方案中，所述金属氧化物选自氧化铝。

第二个方面，本发明进一步的提供了一种锂离子电池正极，包括：

正极集流体；

正极材料层，设置在所述正极集流体的表面上，所述正极材料层主要由第一导电剂、第一粘结剂和上述任一实施方案中所述的正极活性物质构成。

在本发明的一些实施方案中，所述正极活性活性物质、第一导电剂和第一粘结剂的质量比为(97-98):(0.8-1.5):(1.2-1.5)。

第三个方面，本发明更进一步的提供了一种锂离子电池，包括：

正极，所述正极为上述任一实施方案中所述的正极；