[发明专利]正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本申请涉及一种正极材料及其制备方法、锂离子电池。所述正极材料包括基体以及至少覆设在基体表面的包覆层，基体的化学通式为式(Ⅰ)：Lisubgt;a/subgt;Nisubgt;b/subgt;Cosubgt;c/subgt;Nsubgt;d/subgt;Msupgt;2/supgt;subgt;e/subgt;Osubgt;2/subgt;(Ⅰ)式(Ⅰ)中，N包括Mn和/或Al，Msupgt;2/supgt;包括Zr、Sr、Co、Ba、Y、Ce、Al、Mg和La中的至少一种；所述包覆层的化学通式为式(Ⅱ)所示：Lisubgt;g/subgt;Msupgt;1/supgt;subgt;(2h‑g)/i/subgt;Osubgt;h/subgt;(Ⅱ)式(Ⅱ)中，Msupgt;1/supgt;包括Mn、Ti、W、Mo和Nb中的至少一种；在正极材料采用X射线衍射测量得到的衍射图谱中，正极材料具有(102)面的衍射峰2θsubgt;102/subgt;、(006)面的衍射峰2θsubgt;006/subgt;、(110)面的衍射峰2θsubgt;110/subgt;和(108)面的衍射峰2θsubgt;108/subgt;，2θsubgt;102/subgt;、2θsubgt;006/subgt;、2θsubgt;110/subgt;和2θsubgt;108/subgt;满足以下关系：2θsubgt;102/subgt;‑2θsubgt;006/subgt;≥0.25、2θsubgt;110/subgt;‑2θsubgt;108/subgt;≥0.33。

技术领域

本发明属于正极材料技术领域，尤其涉及一种正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

环境污染和能源危机已经成为当今世界发展的两大难题，解决传统化石能源过度消耗及其引发的环境问题已迫在眉睫，新能源的开发利用越来越受到世界各国的高度重视。发展新能源电动汽车是提高我国汽车产业竞争力，保障能源安全和发展低碳经济的重要途径，电动汽车发展的关键在于动力电池的发展。然而新能源电动汽车还不被人们广泛接受，这主要是与传统燃油汽车相比，电动汽车在价格、续航里程以及安全性等方面还存在较大差距。锂离子动力电池作为电动汽车的核心部件和发展瓶颈，起着决定性作用。而正极材料是影响锂离子电池成本、能量密度和安全性的关键因素。钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂的能量密度均低于180mAh/g，无法满足锂离子电池应用领域对能量密度日益增长的需求，高镍三元材料作为一种新型正极材料，其具有能量密度高、工作电压高及振实密度高的综合优势，已大量应用于3C和动力电池领域。

随着高镍三元材料中镍含量的不断提升，材料的高倍率性能和阻抗受到了极大的挑战，目前提升材料倍率性能和热稳定性的方法主要包括掺杂和包覆。常规的包覆改性处理的包覆材料为一元材料，而且在制备前驱体端的时候同步进行包覆，导致材料的内部基体与外部包覆层的镍含量相差较大，从而导致材料的容量较低，且可操作性行变差。

因此，需要开发一种工艺简单且兼顾高容量的正极材料。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种正极材料及其制备方法、锂离子电池，本申请的正极材料具有较高的容量和倍率性能。

第一方面，本申请实施例提供一种正极材料，所述正极材料包括基体以及至少覆设在所述基体表面的包覆层，所述基体的化学通式为式(Ⅰ)所示：

Li_aNi_bCo_cN_dM²_eO₂(Ⅰ)

式(Ⅰ)中，N包括Mn和/或Al，M²包括Zr、Sr、Co、Ba、Y、Ce、Al、Mg和La中的至少一种，0.95≤a≤1.08，0.3≤b≤1，0≤c≤0.7，0≤d≤0.5，0≤e≤0.1，b+c+d+e＝1，0＜x≤1；

所述包覆层的化学通式为式(Ⅱ)所示：