[发明专利]表面包覆正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种表面包覆正极材料及其制备方法、锂离子电池。该正极材料包括基体和包覆在所述基体表面的包覆层；所述包覆层经XRD测试的2θ为31°‑35°处的特征峰呈双峰分布；且双峰分布中的次峰峰强度Isubgt;b/subgt;与主峰的峰强度Isubgt;a/subgt;之比Isubgt;b/subgt;/Isubgt;a/subgt;为0.8‑1。该表面包覆正极材料具有高的离子和电子传导能力，能够加快离子和电子在正极材料中的扩散率，从而显著提升了包含该正极材料的锂离子电池的倍率性能。同时，具有上述特定包覆层的表面包覆正极材料能够避免正极材料与电解质之间的催化腐蚀，提升包含该正极材料的锂离子电池的循环稳定性。此外，具有上述特定包覆层的表面包覆正极材料的热稳定性得到显著改善。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种表面包覆正极材料及其制备方法、一种锂离子电池。

背景技术

随着动力电池市场的快速发展，促使人们对锂离子电池的能量密度和安全性能提出更高的要求。近年来，为了进一步增加锂离子电池能量密度，降低成本，提镍降钴逐渐成为趋势。但随着镍含量的增加，材料的热稳定性变差，电池使用过程中的安全性能降低。此外，充放电过程中生成的四价镍氧化性较强，易于与电解液反应，致使循环性能变差，电池发生鼓胀。

因此，为了进一步提升材料热稳定性及循环稳定性，包覆改性技术被广泛应用在各种正极材料当中。CN109065875A公开一种包覆高镍多元材料的制备方法，其中使用ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、MgO等材料作为包覆剂，包覆后虽可以减少正极与电解液间副反应，提升电池性能，但该方法所使用包覆剂均为惰性材料，未能参与到离子和电子传输，且对高镍材料热稳定性没有改善。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种表面包覆正极材料及其制备方法、一种锂离子电池，该表面包覆正极材料包括基体和包覆在所述基体表面的包覆层；该包覆层经XRD测试的2θ为31°-35°处的特征峰呈双峰分布，并且该双峰分布具有特定的主峰与次峰的峰强度之比，由此使得该表面包覆正极材料具有高的离子和电子传导能力，能够加快离子和电子在正极材料中的扩散率，从而显著提升了包含该正极材料的锂离子电池的倍率性能。同时，具有上述特定包覆层的表面包覆正极材料能够避免正极材料与电解质之间的催化腐蚀，提升包含该正极材料的锂离子电池的循环稳定性。此外，具有上述特定包覆层的表面包覆正极材料的热稳定性得到显著改善。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种表面包覆正极材料，其特征在于，所述正极材料包括基体和包覆在所述基体表面的包覆层；

所述包覆层经XRD测试的2θ为31°-35°处的特征峰呈双峰分布；且双峰分布中次峰的峰强度I_b与主峰的峰强度I_a之比I_b/I_a为0.8-1。

本发明第二方面提供一种表面包覆正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将锂源、La源、可选地N¹源、N²源、N³源、可选地N⁴源进行第一混合，得到第一混合物，对所述第一混合物进行烧结，经破碎，得到包覆剂；

S2、将所述包覆剂与正极材料基体进行第二混合，得到第二混合物，对所述第二混合物进行第一热处理，得到所述表面包覆正极材料。

本发明第三方面提供一种表面包覆正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将锂源、La源、可选地N¹源、N²源、N³源、可选地N⁴源和正极材料基体进行第三混合，得到第三混合物进行第二热处理，得到所述表面包覆正极材料。