[发明专利]一种锂电池正极材料，其制备方法及含有该材料的锂离子电池

说明书

本申请涉及锂离子电池领域，具体讲，涉及一种锂电池正极材料，其制备方法及含有该材料的锂离子电池。锂电池正极材料为表面包覆有包覆层的三元材料，所述包覆层中含有具有钨青铜结构的化合物，具有钨青铜结构的化合物的分子式为(A₁)_m1(A₂)_m2B_m3O_n，其中：A₁选自K、Ba、Sr或Pb，A₂选自Li或Na，B选自Nb、Ta或Ti，m1的取值范围为0.5～6，m2的取值范围为0.5～4，m3的取值范围为2～10，n的取值范围为6～30；优选为K₆Li₄Nb₁₀O₃₀。本申请提出了一种具有钨青铜结构的化合物均匀包覆的三元材料，提高了电芯室温高倍率下的动力学性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，具体讲，涉及一种锂电池正极材料，其制备方法及含有该材料的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池相对于传统的铅酸电池、镍氢电池等二次电池有着能量密度高、输出电压高、自放电低、无记忆效应和环境友好等优点而得到了广泛的应用与开发。动力和储能锂离子电池关键材料的性能是电池性能的最终决定性因素，正极材料的研究一直是科学工作者关注的热点。

在室温下高倍率下充电过程中，正极极片所承担的过电位较大，同时伴随着明显的温度升高等问题，这些问题影响了室温下快充电芯的循环使用寿命。从现有技术看，混用硬碳阳极电芯降低了首次库伦效率，降低了单体电芯的容量与能量密度。目前技术中针对正极简单结构Zr、Ti化合物的表面包覆，虽然可以稳定了正极材料表面结构，但无法兼顾对离子输运的性能要求。

针对现有技术的缺陷，特提出本申请。

发明内容

本申请的首要发明目的在于提出一种锂电池正极材料。

本申请的第二发明目的在于提出该锂离子电池正极材料的制备方法。

本申请的第三发明目的在于提出含有该锂离子正极材料的锂离子电池。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

本申请涉及一种锂电池正极材料，所述锂电池正极材料为表面包覆有包覆层的三元材料，所述包覆层中含有具有钨青铜结构的化合物，所述化合物的分子式为(A₁)_m1(A₂)_m2B_m3O_n，

其中：A₁选自K、Ba、Sr或Pb，A₂选自Li或Na，B选自Nb、Ta或Ti，m1的取值范围为0.5～6，m2的取值范围为0.5～4，m3的取值范围为2～10，n的取值范围为6～30；优选为K₆Li₄Nb₁₀O₃₀。

优选的，所述化合物的晶胞参数为：a＝b＝1.256nm，c＝0.402nm，α＝β＝γ＝90°。

优选的，所述三元材料的分子式为LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O₂层状氧化物，其中0<x<1，0<y<1。

本申请还涉及该正极材料的制备方法，至少包括以下步骤：将具有钨青铜结构的化合物与所述三元材料混合后在380～450℃下进行烧结3～5小时，得到具有钨青铜结构的化合物包覆的三元材料。

优选的，具有钨青铜结构的化合物与三元材料的摩尔比为0.5～1.5：100，有钨青铜结构的化合物的粒径为0.5～30μm。