[发明专利]具有多腔室结构的正极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种具有多腔室结构的正极材料，其特征在于，所述正极材料由多个一次颗粒聚集形成，且部分所述一次颗粒定向生长形成支撑结构，所述支撑结构彼此交叠在所述正极材料的内部形成多个腔室。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述腔室的数量≥2，

其中，所述支撑结构的厚度≥50nm，所述支撑结构的长度为80-2000nm；

优选地，所述腔室的数量为3-12；

优选地，所述支撑结构的厚度为70-800nm，所述支撑结构的长度为100-1500nm。

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其中，所述正极材料的组成由式(1)表示；

Li_1+aNi_1-x-yCo_xMn_yO₂， 式(1)；

其中，-0.8≤a≤0.3，0＜x≤0.5，0≤y≤0.5；

优选地，-0.5≤a≤0.2，0.10≤x≤0.40，0.10≤y≤0.40。

4.根据权利要求3所述的正极材料，其中，所述正极材料的组成由式(2)表示；

Li_1+aNi_1-x-y-zCo_xMn_yM_zO₂， 式(2)；

其中，0≤z≤0.1，优选地，0.005≤z≤0.080；

其中，M选自La、Cr、Mo、Ca、Fe、Hf、Ti、Zn、Y、Zr、W、Nb、Sm、V、Mg、B、Al、Sr和Ba中的一种或多种；

优选地，M选自W、Mo、Zr、Nb、Ti、Y和Al中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的正极材料，其中，所述正极材料的K90的变化率满足式(3)：

A_K90＝(K90’-K90)/K90×100％≤50％， 式(3)；

其中，K90和K90’分别为压裂前与30kN压力后材料的K90粒度分布；

和/或，

所述正极材料的粒度分布占比增加量满足式(4)；

△D_≤1＝D_≤1’-D_≤1≤20％， 式(4)；

其中，D_≤1’和D_≤1分别为压裂前与30kN压力后材料小于1μm的粒度分布占比。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

(1)在惰性气体保护下，将含有Ni、Co、Mn可溶盐的水溶液、络合剂和沉淀剂混合进行共沉淀反应，得到Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂氢氧化物前驱体；其中，所述Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂氢氧化物前驱体的核心为≤2.0μm；

(2)将所述Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂氢氧化物前驱体、锂源和可选的含有M元素的化合物混合后进行烧结处理，再将烧结后的物料通过破碎、过筛，得到正极材料Li_1+aNi_1-x-yCo_xMn_yO₂或Li_1+aNi_1-x-y-zCo_xMn_yM_zO₂。