[发明专利]锂离子电池正极材料、其制备方法及其用途

说明书

本发明提供一种锂离子电池正极材料、其制备方法及其用途，所述锂离子电池正极材料为表面包覆有包覆层的三元材料，其中所述包覆层包括含钨和至少一种有效元素化合物的共包覆层，所述有效元素包括Al、Mg、Zr、Ba、Mn、Rb、Co、Si、Ni、Sr、Ce或Bi中的任意一种或至少两种组合。本发明将含钨和至少一种有效元素化合物为包覆源对三元材料进行包覆，能够提升三元材料的导电性和化学稳定性，减少了三元材料与与电解液的副反应的发生，同时能够有效改善产气问题和提升材料功率性能；本发明通过一次性烧结处理即能实现对三元材料的共包覆，制备方法简单，有利于大规模生产。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及锂离子电池正极材料、其制备方法及其用途。

背景技术

三元层状材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂(简称三元材料)由于其具有较高的理论比容量、高的反应平台电压以及良好的热稳定性，而被广泛应用于3C电子产品、电动自行车、电动汽车及新能源等领域。随着新能源行业的迅速发展，对锂离子电池提出了更高的要求，需要对三元材料进行改性以提高其功率性能和循环性能，同时兼顾其安全性。目前主要通过在三元材料表面包覆不同的物质以解决上述问题。

包覆方法一般采用一种或几种惰性物质或者导电性物质，在三元材料的表面形成包覆层，来保护三元材料的表面不受电解液的侵蚀，能够有效降低三元材料表面阻抗、提高三元材料结构稳定性和功率性能。但不同的物质在包覆时所需要的烧结温度往往有较大差异，难以兼容，导致难以对三元材料的性能实现最优化。

因此如何避免三元材料包覆过程中烧结温度差异过大，提升锂离子电池的循环性能和功率性能，改善产气问题，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极材料、其制备方法及其用途，本发明有包覆层的锂离子电池正极材料可提升三元材料表面的导电性和化学稳定性，促进锂离子的扩散并减少与电解液的副反应发生。采用所述锂离子电池正极材料制备的正极电极片可有效改善产气问题同时提升材料的功率性能。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池正极材料，所述锂离子电池正极材料为表面包覆有包覆层的三元材料。

所述包覆层包括含钨和至少一种有效元素化合物的共包覆层。

所述有效元素包括Al、Mg、Zr、Ba、Mn、Rb、Co、Si、Ni、Sr、Ce或Bi中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：Al和Mg的组合、Zr和Ba的组合、Mn和Rb的组合或Co和Si的组合等。

本发明中，所述含钨和至少一种有效元素化合物包覆的三元材料，能够提高三元材料的导电性和化学稳定性，降低了三元材料与电解液副反应的发生，并能够有效改善产气问题、提升材料功率性能。

作为本发明优选的技术方案，所述三元材料的化学式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中0.5≤x≤0.99，0≤y≤0.15，例如，所述x可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或0.99等，所述y可以是0、0.03、0.06、0.09、0.12或0.15等。

作为本发明优选的技术方案，所述三元材料的形态包括二次球和/或单晶。

作为本发明优选的技术方案，所述二次球形的三元材料D50粒径为2μm至20μm，例如可以是2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm或20μm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。