[发明专利]复合正极材料、其制备方法及锂离子电池

说明书

本申请涉及一种复合正极材料、其制备方法及锂离子电池。其中，复合正极材料包括正极材料基体和包覆在正极材料基体表面的金属簇合物，该金属簇合物为XMo₆S₈，X为Cu、Pb或Sn。上述复合正极材料，采用谢弗雷尔相的超导金属簇合物XMo₆S₈对正极材料基体进行包覆改性，显著提高了正极材料基体的电导率，改善了正极材料基体的大倍率充放电能力、降低了正极材料基体在大电流密度下循环容量的衰减、提高了其高倍率循环性能；同时，有效降低了电池内阻，提高了动力电池的功率密度，适应动力电池快速充放电的需求。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，特别是涉及复合正极材料、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有高的能量密度、优异的循环性能和稳定的工作电压等优点，目前已得到广泛应用，并且市场对锂离子电池的需求还在不断大，尤其是电动汽车市场。

近年来，新能源汽车销量持续增长，带动了锂离子电池的高速发展，但高速发展的背后依然存在诸多问题，尤其是能量密度低、充电慢、大倍率放电容量衰减等问题，限制了锂离子电池的进一步发展，而锂离子正极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是锂离子电池性能的关键点。因此，随着动力电池对高能量密度、高功率密度的要求，对于正极材料的导电性、循环容量保持、大倍率放电性能、快速充电等性能还有待进一步提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种导电性更好、循环容量保持较好且大倍率放电性能等较好的复合正极材料，具体方案如下。

一种复合正极材料，包括正极材料基体和包覆在所述正极材料基体表面的金属簇合物，所述金属簇合物为XMo₆S₈，所述X为Cu、Pb或Sn。

金属簇合物是金属原子彼此直接键合，形成金属—金属键的物种，一般金属原子处于低氧化态时最容易生成金属—金属键，且过渡金属生成金属簇合物的倾向性较大，许多金属簇合物是无机固体新材料，而谢弗雷尔相的金属簇合物XMo₆S₈是良好的超导体材料。

上述复合正极材料，采用谢弗雷尔相的超导金属簇合物XMo₆S₈对正极材料基体进行包覆改性，显著提高了正极材料基体的电导率，改善了正极材料基体的大倍率充放电能力、降低了正极材料基体在大电流密度下循环容量的衰减、提高了其高倍率循环性能；同时，有效降低了电池内阻，提高了动力电池的功率密度，适应动力电池快速充放电的需求。

在其中一个实施例中，所述金属簇合物的包覆量为0.5％～5％。

在其中一个实施例中，所述金属簇合物的粒径为30nm～200nm。

在其中一个实施例中，所述正极材料基体为LiM_σO_λ，所述M选自Co、Mn、Ni、Al、Fe、P、Mg、V、Ti及Zr中的至少一种，0.5≤σ≤4.0；1≤λ≤5。

在其中一个实施例中，所述正极材料基体为LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂，所述金属簇合物为CuMo₆S₈；或所述正极材料基体为LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂，所述金属簇合物为SnMo₆S₈；或所述正极材料基体为LiNi_0.80Co_0.15Al_0.5O₂，所述金属簇合物为PbMo₆S₈；或所述正极材料基体为LiFePO₄，所述金属簇合物为PbMo₆S₈。