[发明专利]一种改性的正极材料前驱体、其制备方法、改性的正极材料及锂电池

说明书

本发明提供了一种改性正极材料前躯体，包括正极材料前驱体及包覆于所述正极材料前驱体的金属盐。所述改性的正极材料前驱体得到的电池的安全性能和循环性能都显著提高。

技术领域

本发明涉及一种改性的正极材料前驱体、其制备方法、改性的正极材料及锂

电池

背景技术

随着移动装置的技术发展和需求持续增长，作为能源的二次电池的需求已经显著增长。具有高能量密度、高电压、长循环寿命和低自放电率性能的锂二次电池已经商业化并且被广泛的使用。

在锂电池中，正极和负极分别使用能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的材料。目前，钴酸锂正极材料在锂电池正极材料中的应用越来越广泛。但是，钴酸锂本身存在的成本高、倍率性能差及不安全性能限制了其在电池领域中的应用。

过渡金属氧化物如氧化镍钴锰酸锂(LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂)具有高容量、良好的循环性以及成本低等优点，是目前利用最广泛的正极材料之一。但是在利用的过程之中，特别是对于高镍材料，随着镍含量的增大，电池能量密度进一步提高，但是安全性也会变差；另外在循环过程中，电池容量衰减也较快，这主要是因为正极材料表面的过渡金属镍离子会溶解到电解液中，使正极材料表面结构发生改变。

发明内容

本发明提供了一种改性的正极材料前躯体，包括正极材料前驱体及包覆于所述正极材料前驱体的金属盐。所述改性的正极材料前驱体通过在正极材料前驱体的表面原位包覆金属盐，进而保护正极材料前驱体中的表面结构，保证得到电池的安全性能和循环性能显著提高。

作为一种实施方式，所述改性的正极材料前驱体的平均粒径为1～30μm。作为另一种实施方式，所述改性的正极材料前驱体的平均粒径为5～20μm。

作为一种实施方式，所述金属盐的包覆厚度为1～300nm。作为另一种实施方式，所述金属盐的包覆厚度为10～100nm。本发明中，所述金属盐的包覆厚度过厚，得到的电池内阻过高，电池克容量减少。若所述金属盐的包覆厚度过薄，正极材料前驱体中的部分金属元素会与电解液反应，改变了正极材料前驱体中的表面结构，得到电池的安全性和循环性能差。

作为一种实施方式，所述正极材料前驱体包含金属氢氧化物和/或金属碳酸盐。

作为一种实施方式，所述金属氢氧化物选自镍钴锰氢氧化物(Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂(0x1，0y1，0x+y1))、镍钴铝氢氧化物(Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂ 0x1，0y1，0x+y1))、镍锰氢氧化物(Ni_xMn_y(OH)₂(0x1，0y1))、锰基氢氧化物(Mn_aCo_bNi_1-a-b(OH)₂(0.5a1，0b0.5，0a+b1))、氢氧化锰(Mn(OH)₂)、氢氧化镍(Ni(OH)₂)及氢氧化钴(Co(OH)₂)中至少一种。