[发明专利]复合正极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料包括：

活性材料，所述活性材料的化学通式为Li_a(Ni_xCo_yR_z)_1-bM_bO₂，其中，0.9≤a≤1.10，x+y+z＝1，0.8≤x≤0.99，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，0≤b≤0.1；R包括Al和/或Mn，M包括金属元素；

及分布于所述活性材料表面的包覆层，所述包覆层包括磷酸化合物；

所述复合正极材料的颗粒硬度Cs≥50Mpa，且满足以下关系：

Cs₁₀/Cs₅₀≥0.7；其中，Cs₁₀为粒径为D10的颗粒的硬度，Cs₅₀为粒径为D50的颗粒的硬度。

2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，其满足以下条件a～c的至少一者：

a.所述Li_a(Ni_xCo_yR_z)_1-bM_bO₂中的M包括Mg、Sr、Ca、Ba、Ti、Zr、Mn、Y、Gd、W、Nb、La及Mo中的至少一种；

b.所述活性材料的(003)晶面X射线衍射峰强度I₀₀₃与(104)晶面X射线衍射峰强度I₁₀₄的比值≥1.25；

c.所述活性材料的Li离子在晶格的Li位置中的占有率≥98％。

3.根据权利要求1或2所述的复合正极材料，其特征在于，其满足以下条件a～e的至少一者：

a.所述磷酸化合物包括Li₃PO₄及LiXPO₄中的至少一种，X包括Na、K、Al、Sr、Zr、B、Mg、Ba、Ca、Co、W中的至少一种；

b.所述包覆层中的磷酸化合物的含量为所述活性材料的质量的0.05wt％～1.5wt％；

c.所述复合正极材料的粉体电导率为0.001S/cm～0.1S/cm；

d.所述复合正极材料的比表面积为0.2m²/g～2.0m²/g；

e.所述复合正极材料的平均粒径为3μm～20μm。

4.一种复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将主成份、辅成份以及锂化合物混合后进行烧结，得到烧结产物；其中，所述主成份包括Ni_xCo_yR_zO、Ni_xCo_yR_z(OH)₂或Ni_xCo_yR_zOOH中的至少一种，其中，x+y+z＝1，0.8≤x≤0.99，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，所述辅成份包括M的氧化物、M的氢氧化物或M的磷酸盐中的至少一种，M包括金属元素，R包括Al和/或Mn；

将所述烧结产物进行破碎、洗涤、过滤，得到活性材料滤饼；

采用雾化方式将含磷酸根离子及锂离子的包覆溶液与所述活性材料滤饼进行包覆处理，得到复合正极材料；所述复合正极材料包括活性材料及分布于所述活性材料表面的包覆层，所述包覆层包括磷酸化合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其满足以下条件a～d的至少一者：

a.所述锂化合物的添加量为：使得主成份中的Ni、Co及R的摩尔含量总和与Li的摩尔含量比值为1：(0.9～1.10)；

b.得到所述烧结产物的条件为：于含氧气氛下加热至650℃～850℃烧结5h～20h；

c.所述主成份的平均粒径为3μm～20μm；

d.所述锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂及草酸锂中的至少一种。