[发明专利]正极材料及其制备方法、正极极片和二次电池

说明书

一种正极材料及其制备方法、正极极片和二次电池，正极材料包括基底和磷酸镍，磷酸镍形成在所述基底内和/或所述基底的外表面，正极材料的制备方法包括：提供第一正极材料，第一正极材料包括基底和形成在基底内的氧化镍；将第一正极材料与磷酸混合，获得前驱体混合物；将前驱体混合物置于反应器中煅烧，冷却后得到第二正极材料，第二正极材料包括基底和形成在基底内的磷酸镍。本申请提供的正极材料及其制备方法、正极极片和二次电池，主要将掺杂在第一正极材料中的氧化镍转化为磷酸镍，从而避免岩盐相的氧化镍杂质为氧自由基提供容留地，避免层状结构的镍系富锂正极材料往岩盐相发生不可逆的蜕变。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，具体涉及一种正极材料及其制备方法、正极极片和二次电池。

背景技术

新能源汽车发展的同时带动了电池行业的迅速扩张，特别是二次电池行业持续快速发展，市场竞争激烈，二次电池快速降价趋势明显。降低生产成本、提高产品性能增加市场竞争优势，对企业长期发展具有重要意义。

正极材料作为二次电池的核心之一，直接影响了其性能、成本、寿命以及安全性等。层状结构的镍系富锂正极材料是一种可以用于制备二次电池的原料，但是在制备镍系富锂正极材料时不可避免的会形成少量的氧化镍杂质。而岩盐相的氧化镍杂质为氧自由基提供了容留地，会使得层状结构的镍系富锂正极材料往岩盐相发生不可逆的蜕变。因此，镍系富锂正极的应用受到氧化镍岩盐相形成的阻碍。

发明内容

本申请的目的是提供一种正极材料及其制备方法、正极极片和二次电池，所述制备方法能够去除正极材料中的氧化镍，避免正极材料往岩盐相发生转变，从而提高正极材料的电化学性能。

为实现本申请的目的，本申请提供了如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种正极材料，所述正极材料包括基底和磷酸镍，所述基底的化学式为Li_1+xNi_yQ_wO_z，其中，Q选自除Li和Ni以外的其他元素，其中，0≤x≤1，0＜y≤1，0＜z＜6，w≥0，所述磷酸镍形成在所述基底内和/或所述基底的外表面。

本申请通过在基底内形成晶型结构更加稳定的磷酸镍，可以减少正极材料中氧自由基的容留地，能够避免Li _1+xNi_yQ_wO_z的基底往岩盐相发生不可逆的蜕变，从而提高镍系正极材料Li_1+xNi_yQ_wO_z的循环性能；同时，正极材料中原本的氧化镍和氧化锂均转变为磷酸镍后，不但能够有效地提高了正极材料的结构稳定性，还可以提高正极材料的纯度，进一步使得Li_1+xNi_yQ_wO_z的充放电性能得到提高。

一种实施方式中，所述基底包括化学式为Li_1+xNiO₂的含锂化合物，其中0≤x≤1。

一种实施方式中，所述基底的晶体密度大于所述磷酸镍的晶体密度，所述基底的晶体结构与所述磷酸镍的晶体结构不同。

一种实施方式中，所述磷酸镍在所述基底内形成颗粒，且所述磷酸镍颗粒分散在所述基底内，所述基底中N i元素的含量大于所述磷酸镍中Ni元素的含量。

一种实施方式中，所述磷酸镍在所述基底的外表面形成颗粒，且所述磷酸镍颗粒分散在所述基底的外表面，所述基底中Ni元素的含量大于所述磷酸镍中Ni元素的含量。

一种实施方式中，所述磷酸镍包裹在所述基底的外表面，所述基底中Ni元素的含量大于所述磷酸镍中Ni元素的含量。