[发明专利]一种锂电池复合正极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种锂电池复合正极材料，包括由外壳包裹内核所构成的颗粒单元，所述颗粒单元的内核是由含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒组成的二次球形颗粒；所述含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒之间通过填隙在它们间隙中的纳米含锂氧化物结合；本发明复合正极材料二次颗粒在电化学循环过程中一次颗粒之间的界面不易发生粉化，可有效提升锂离子电池的比容量、循环性能及安全性；同时，可以减少正极材料与电解液的直接接触，降低二者之间的副反应，提高材料离子扩散系数。

主权项

1.一种锂电池复合正极材料，包括由外壳包裹内核所构成的颗粒单元，其特征在于：所述颗粒单元的内核是由含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒组成的二次球形颗粒；所述含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒之间通过填隙在它们间隙中的纳米含锂氧化物结合；所述含锂多元过渡金属氧化物一次颗粒的化学组成为Li_1+aNi_bCo_cA_dM_{1‑b‑c‑d}O₂中的一种或多种，其中，‑0.1≤a≤0.2，0＜b≤1，0＜c≤0.5，0＜d≤0.5；所述A为Mn或Al；所述M为Cr、Mg、Ga、Ti、Fe、Cu、Sb、Sr、Ca、K、Na、Sn、Zn、V、Sc中的一种或多种；所述纳米含锂氧化物的化学组成为Li_eR_fO_g中的一种或多种；其中，e+f×（R的价态）=2g；所述R选自Nb、La、Ag、In、Te、Hf、Pb、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb中的一种或多种；所述颗粒单元的外壳材料为以下电解质材料中的一种或几种的混合物：NASICON型锂离子导体Li_1+xT_2‑xQ_x(PO₄)₃，其中，0<x<0.7，T选自Ti、Ge，Q选自Al、Ga、In、Sc；钙钛矿型锂离子导体Li_3xLa_(2/3)‑xTiO₃，其中，0<x<0.16；LISICON型锂离子导体Li₁₄ZnGe₄O₁₆；石榴石型锂离子导体Li₅LaG₂O₁₂，其中，G选自Ta、Nb；Li₇La₃Zr₂O₁₂；玻璃陶瓷电解质Li₂S‑SiS₂‑Li₃PO₄、Li₇P₃S₁₁、Li₁₀GeP₂S₁₂；聚合物电解质聚丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸锂、聚马来酸锂、聚（甲基乙烯基醚共聚马来酸）锂、聚富马酸锂。