[发明专利]锂离子二次电池及其复合正极活性材料及制备方法

权利要求书

1.一种锂离子二次电池的复合正极活性材料，由锂钴系列氧化物和磷酸锰锂复合而成，其特征在于，

所述复合正极活性材料具有填充式结构；

所述填充式结构为所述磷酸锰锂的一次颗粒填充复合到所述锂钴系列氧化物的二次颗粒的表面缝隙和凹坑中；

所述锂钴系列氧化物的化学通式为LiA_xCo_1-xO₂，其中，0≤x<1，A为Ni、Mn、Al、Mg、Ca、Cr、Zr、Mo、Ag、Nb中的至少一种；

所述磷酸锰锂的化学通式为LiB_yMn_1-yPO₄，其中，0≤y<1，B为Ni、Co、Fe、Al、Ca、Zn、Mg、Mo、Pb、Zr中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池的复合正极活性材料，其特征在于，所述锂钴系列氧化物的二次颗粒的颗粒不规则系数BET×D50>3.5。

3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池的复合正极活性材料，其特征在于，所述磷酸锰锂在所述复合正极活性材料中的质量百分含量为1％～40％。

4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池的复合正极活性材料，其特征在于，所述磷酸锰锂在所述复合正极活性材料中的质量百分含量为10％～20％。

5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池的复合正极活性材料，其特征在于，所述磷酸锰锂的一次颗粒的粒径为0.1nm～50nm，BET比表面积>20m²/g。

6.一种锂离子二次电池的复合正极活性材料的制备方法，用于制备根据权利要求1-5中任一项所述的锂离子二次电池的复合正极活性材料，包括步骤：

(1)将分散剂去离子水与磷酸锰锂的一次颗粒以1:1～3:1的体积比混合球磨，然后在800r/min～1000r/min的转速下球磨分散1h～2h，得到磷酸锰锂的一次颗粒的分散浆料，其中，所述磷酸锰锂的化学通式为LiB_yMn_1-yPO₄，其中，0≤y<1，B为Ni、Co、Fe、Al、Ca、Zn、Mg、Mo、Pb、Zr中的至少一种；

(2)将分散剂去离子水与锂钴系列氧化物的二次颗粒以1:1～3:1的体积比混合球磨，然后在200r/min～400r/min的转速下球磨分散1h～3h，将锂钴系列氧化物的二次颗粒分散到分散剂中，得到锂钴系列氧化物的二次颗粒的分散浆料，其中，所述锂钴系列氧化物的化学通式为LiA_xCo_1-xO₂，其中，0≤x<1，A为Ni、Mn、Al、Mg、Ca、Cr、Zr、Mo、Ag、Nb中的至少一种；

(3)将磷酸锰锂的一次颗粒的分散浆料加入到锂钴系列氧化物的二次颗粒的分散浆料中，继续在200r/min～400r/min的转速下球磨分散2h～4h，使磷酸锰锂的一次颗粒的分散浆料与锂钴系列氧化物的二次颗粒的分散浆料充分混合，随后逐渐降低球磨转速，当球磨转速降至50r/min～200r/min时继续球磨分散0.5h～4h，进行材料复合，沉淀后除去上层清液，将余下的混合物在100℃～200℃下鼓风干燥12h，即得到锂离子二次电池的复合正极活性材料，其中，所述复合正极活性材料具有填充式结构，所述填充式结构为所述磷酸锰锂的一次颗粒填充复合到所述锂钴系列氧化物的二次颗粒的表面缝隙和凹坑中。

7.一种锂离子二次电池，包括：

正极片，含有正极活性材料；

负极片；

隔离膜，间隔于正极片和负极片之间；

非水电解液；以及

锂离子二次电池壳体，包含压力安全阀；

其特征在于，所述正极活性材料为根据权利要求1-5中任一项所述的锂离子二次电池的复合正极活性材料。

8.根据权利要求7所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述压力安全阀为压力限制阀。

9.根据权利要求8所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述压力安全阀的压力范围为2MPa～4MPa。

10.根据权利要求7所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述压力安全阀的内侧为金属限压层，外侧为聚合物保护层。