[发明专利]锂电池正极活性材料和制备方法，及其正极和锂电池

权利要求书

1.一种锂电池正极活性材料，其特征在于，包括具有化学式1所示的层状结构锂复合氧化物晶粒；以及分布于锂复合氧化物晶粒界面的Li₇MO₆相，所述的M是Bi、Sb或Ta；

化学式1为：Lia(NixAyB1-x-y)O₂ 0.9≤a≤1.5,0≤x≤1,0≤y≤0.7,A选自Co或Mn,B可以选为Mn、Al、Mg、Cr、Nb、Mo和Cu中的至少一种金属元素。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池正极活性材料，其特征在于，x和y不能同时为0。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池正极活性材料，其特征在于，0.9≤a≤1.3,0.3≤x≤1,0.01≤y≤0.7。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料中Li₇MO₆中的M原子与层状正极材料中的(NixAyB1-x-y)原子比为0.1％～8％；优选的原子比为0.3％～5％。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池正极活性材料，其特征在于，Li₇MO₆相沿层状正极材料晶粒的界面分布。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池正极活性材料，其特征在于，Li₇MO₆相的平均晶粒尺寸为50nm～20μm。

7.一种锂电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，

按制备形成锂复合氧化物化学式1和Li₇MO₆的所需的原料配料混合，所述的M是Bi、Sb或Ta；

化学式1为：Lia(NixAyB1-x-y)O₂ 0.9≤a≤1.5,0≤x≤1,0≤y≤0.7,A选自Co或Mn,B可以选为Mn、Al、Mg、Cr、Nb、Mo和Cu中的至少一种金属元素；

包括以下制备步骤：

分别在欠氧气氛和空气气氛下两次烧结，每次烧结包括两个步骤制备；

第一次烧结：在欠氧气氛下两步的分步制备；

所述的欠氧气氛中的保护气体与空气的分压为1/5～1/2；

步骤A，升温至300℃～480℃下保温200分钟-500分钟；

步骤B，升温至570℃～650℃下保温120分钟-500分钟后，再冷却至室温；使得Li₇MO₆相晶胚开始孕育；

第二次烧结：采用空气气氛下两步分步烧结制备；

步骤C，升温至750℃～830℃下保温下60分钟-240分钟；

步骤D，升温至850℃～920℃下保温350分钟-800分钟。

8.根据权利要求7所述的一种锂电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述的保护气体为氩气或氮气。

9.根据权利要求7所述的一种锂电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤中，步骤A，升温至350℃～450℃下保温；；和/或步骤B，升温至580℃～620℃下保温；和/或步骤C，升温至790℃～810℃下保温；和/或步骤D，升温至860℃～900℃下保温。

10.根据权利要求7所述的一种锂电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤中，步骤A的保温时间为240分钟-400分钟；和/或步骤B的保温时间为200分钟-500分钟；和/或步骤C的保温时间为60分钟-200分钟；和/或步骤D的保温时间为360分钟-720分钟。

11.根据权利要求7所述的一种锂电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述的原料包括锂前驱体、形成锂复合氧化物化学式1的所需前驱体、M的氧化物；所述的前驱体优选为氢氧化物、锂前驱体优选为一水氢氧化锂或者碳酸锂。