[发明专利]锂离子电池正极材料及其制法和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，包括基础材料和快离子导体包覆层，所述包覆层选自下述任一种：

(1)锂钛复合氧化物，化学式为(Li₂O)_x-(M_αO₂)_y-(TiO₃)_z，M元素选自钴、锆、镧、铝、锶、锰或钇的一种或两种以上，

(2)锂锆复合氧化物，化学式为(Li₂O)_x-(M_αO₂)_y-(ZrO₃)_z，M元素选自钴、钛、镧、铝、锶、锰或钇的一种或两种以上，

(3)锂磷复合化合物，化学式为(Li₂O)_x-(M_αO₂)_y-(PO₄)_z，M元素选自钴、锆、钛、镧、铝、锶、锰或钇的一种或两种以上，且M至少包含钛或锆的一种或两种；

其中，0.1≤x≤1.5，0.3≤α≤2.5，0＜y≤2.0，0.1≤z≤4；

所述基础材料选自钴酸锂、镍钴铝酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、镍锰酸锂或镍钴酸锂中的一种或者两种以上。

2.根据权利要求1所述正极材料，其中，0.1≤(2x+α*y)/z≤5.0。

3.根据权利要求1或2所述正极材料，其中，所述基础材料与快离子导体包覆层的质量比为(60-95)：(5-40)，优选的，所述基础材料与快离子导体包覆层的质量比为(75-95)：(5-25)。

4.根据权利要求1-3任一项所述正极材料，其中，所述正极材料的中位粒径(D_v50):2-25μm。

5.权利要求1所述锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将包含快离子导体包覆层各元素的原料和聚酮类树脂进行混合溶解，干燥后得到快离子导体前驱体化合物；

(2)复合干燥：将去离子水和增稠剂配制成溶胶，将快离子导体加入后混合均匀，然后加入基础材料，干燥后得到混合物；

(3)烧结：将步骤(2)所得混合物在650-1000℃烧结，得到所述正极材料。

6.根据权利要求5所述制备方法，其中，所述包含快离子导体包覆层各元素的原料总量与聚酮类树脂的质量比为(1-15)：1。

7.根据权利要求5或6所述制备方法，其中，步骤(2)中，所述去离子水和增稠剂的质量比为100：(0.2-4.0)，优选为100：(0.5-1.5)。

8.根据权利要求5-7任一项所述制备方法，其中，步骤(2)中，所述去离子水和快离子导体的质量比为100：(5-100)，优选为100：(10-55)。

9.根据权利要求5-8任一项所述制备方法，其中，所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素或聚乙烯醇的一种或两种以上。

10.根据权利要求5-9任一项所述制备方法，其中，包含快离子导体包覆层各元素的原料选自各元素的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐或磷酸盐的一种或两种以上。

11.根据权利要求5-10任一项所述制备方法，其中，所述聚酮类树脂为聚乙烯吡咯烷酮。

12.根据权利要求5-11任一项所述制备方法，其中，步骤(1)中所述干燥过程的温度为80-150℃。

13.根据权利要求5-12任一项所述制备方法，其中，步骤(2)中所述干燥过程温度为105-180℃。