[发明专利]富锂含镍三元复合材料及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种富锂含镍三元复合材料及其制备方法和应用。本申请富锂含镍三元复合材料包括核体和包覆于核体的包覆层，核体的材料包括aLiNiO_x·bLi₂O，包覆层包括含锂的金属氧化物层，金属氧化物层所含的金属元素包括三元活性材料所含的金属元素，且金属元素中的金属元素不含镍；其中，所述aLiNiO_x·bLi₂O中的1≤a/b≤5，0.5≤x≤5.5。本申请富锂含镍三元复合材料在具有高的补锂效果的基础上，表面Ni²⁺含量较低和残锂少，活性高，赋予富锂含镍三元复合材料高的能量密度和循环性能。其制备方法能够保证制备的富锂含镍三元复合材料结构和电化学性能稳定，而且效率高，节约生产成本。

技术领域

本申请属于电极活性材料技术领域，具体涉及一种富锂含镍三元复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着新能源产业的兴起，新能源产业链对原材料方面越来越重视，锂离子电池材料技术更新较快，高品质的三元前驱体及正极材料的开发一直是新能源材料的热点。而为了进一步提高材料的能量密度，市场普遍有研发中、高镍正极材料的趋势，其中，高镍三元前驱体及其正极材料的研究相对比较多。

目前公开的高镍三元正极材料(NCM)具有高电极电位、良好的电子导电性、是高能量密度锂电池应用方向之一。此外，三种元素之间具有良好的协同效应。

在实际应用中发现，目前公开报道的高镍三元材料也存在一定的缺陷，如存在着循环性能不佳，容量保持率低，热稳定性差等缺陷导致安全性能及储存性能不理想。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种富锂含镍三元复合材料及其制备方法，以解决现有高镍三元材料循环性、容量保持率等不理想的技术问题。

本申请的另一目的在于提供一种正极片和含有该正极片的二次电池，以解决现有二次电池循环性等电化学性能不理想的技术问题。

为了实现上述申请目的，本申请的第一方面，提供了一种富锂含镍三元复合材料。本申请富锂含镍三元复合材料包括核体和包覆于核体的包覆层，其中，核体的材料包括aLiNiO_x·bLi₂O，包覆层包括含锂的金属氧化物层，金属氧化物层所含的金属元素包括三元活性材料所含的金属元素，且金属元素中的金属元素不含镍；其中，aLiNiO_x·bLi₂O中的1≤a/b≤5，0.5≤x≤5.5。

进一步地，金属氧化物层所含的金属氧化物记为LiM_yO_z，且aLiNiO_x·bLi₂O中的LiNiO_x、Li₂O和所述LiM_yO_z的摩尔比记为n：m：q，所述n、m、q的关系满足：1≤n/m≤4，1≤(n+m)/q≤6；所述LiM_yO_z中的0.5≤y/z≤5.5，1≤z≤3，M为金属氧化物层所含的所述金属元素。

进一步地，包覆层还包括电子导体封装层，电子导体封装层包覆在金属氧化物层的外表面上。

更进一步地，M包括钴、锰、镁、钛、铝、铁、钒、钼中的至少两种元素。

具体地，M至少是如下任一种元素的组合：

M包括钴和锰两种元素；

M包括钴和镁两种元素；

M包括钴和铝两种元素；

M包括钴和钼两种元素；

M包括钴、锰和钼三种元素；

M包括钴、锰和铝三种元素；