[发明专利]锂离子电池及其正极材料

说明书

本发明公开了一种锂离子电池及其正极材料。锂离子电池正极材料的化学通式为LiNixM1‑xO2，其中，0.5≤x＜1，M为Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr中的一种或几种；锂离子电池正极材料的比表面积为0.2～0.6m2/g、表面残锂量为200～1000ppm。相对于现有技术，本发明锂离子电池正极材料通过固相反应制备而得，不仅可显著降低材料表面的残锂量，还可避免反应过程中锂离子电池正极材料比表面积的增大。本发明锂离子电池正极材料的循环稳定性好，且制备方法简单易行，生产成本低，具有良好的应用前景。本发明还公开了一种锂离子电池。

技术领域

本发明属于新能源材料领域，更具体地说，本发明涉及一种循环稳定性良好的锂离子电池及其正极材料。

背景技术

锂离子电池因具有比能量高、工作电压高、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染和安全性能好等优点，近年来被大量研究并广泛应用于手机、便携式计算机、摄像机、照相机等移动电子设备中，在航空、航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器和军用通讯设备领域也逐步代替传统电池。

高镍材料由于具有较高的比容量，现已广泛应用于锂离子电池正极材料中。但随着镍含量的升高，高镍材料的表面残锂(氢氧化锂和碳酸锂等)也越多，表面残锂又会直接影响锂离子电池在存储过程中的产气情况，因此，该问题直接制约了高镍材料在锂离子电池正极材料中的应用。

有人通过液相沉淀法来降低高镍材料表面残锂，具体为将高镍材料表面的锂离子与磷酸根离子结合形成沉淀，再经过煅烧形成表面包覆有磷酸锂的材料，从而达到降低表面残锂的目的。还有人通过特定锂源水溶液对层状高镍正极材料进行充分洗涤，再经固液分离和干燥，得到控制表面残锂后的层状高镍正极材料。这些方法都是通过液相处理来有效溶解或转化高镍材料表面的残锂，但是，液相处理会不可避免的增大高镍材料的比表面积，对于锂离子电池高镍正极材料而言，比表面积越大，与电解液的接触就越多，相应的脱离态正极与电解液的副反应也越多，锂离子电池循环过程中容量衰减就越快。

有鉴于此，确有必要提供一种循环稳定性良好的、以高镍材料作为正极材料的锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有锂离子电池高镍正极材料在去除表面残锂后出现的比表面积较大，导致锂离子电池的循环性能差的问题，提供一种循环稳定性良好的、以高镍材料作为正极材料的锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电池正极材料，其化学通式为LiNixM1-xO2，其中，0.5≤x＜1，M为Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr中的一种或几种；锂离子电池正极材料的比表面积为0.2～0.6m2/g、表面残锂量为200～1000ppm。

作为本发明锂离子电池正极材料的一种改进，所述锂离子电池正极材料的比表面积为0.3～0.5m2/g。

作为本发明锂离子电池正极材料的一种改进，所述锂离子电池正极材料的表面包覆有磷酸锂、硫酸锂、硝酸锂、氟化锂中的一种或几种。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种锂离子电池正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将高镍材料经固相反应，使其表面的残锂转化成稳定的锂盐；

(2)将步骤(1)所得中间产物进行煅烧，得到锂离子电池正极材料。