[发明专利]全固态锂离子电池复合正极材料及其制备方法以及包含该正极材料的锂离子电池

权利要求书

1.一种制备全固态锂离子电池复合正极材料的方法，包括以下步骤：

(1)利用球磨法，将纳米级的锆源化合物、镧源化合物、掺杂金属化合物包覆在球形镍钴锰三元前躯体的表面；及

(2)将包覆后的镍钴锰三元前躯体与锂源进行混合，然后高温煅烧，得到锆酸镧锂包覆的镍钴锰三元复合正极材料。

2.根据权利要求1所述方法，其中所述锆源化合物、所述镧源化合物、掺杂金属化合物中的金属元素之间的摩尔比Zr:La:M为2-x:3:x，其中x取值为0.2～1.5，优选为0.5～1，式中M代表所述掺杂金属化合物中的金属元素。

3.根据权利要求1或2所述方法，其中所述锆源化合物为选自氧化锆、氢氧化锆、碳酸锆、硝酸锆、硫酸锆、硝酸氧锆、醋酸锆中的一种或多种；所述镧源化合物为选自氧化镧、氢氧化镧、碳酸镧、硝酸镧、硫酸镧、草酸镧、醋酸镧中的一种或多种；所述掺杂金属化合物为选自氧化钽、氧化铌中的至少一种。

4.根据权利要求3所述方法，其中步骤(1)中所述的球磨法以异丙醇和乙醇中的至少一种为球磨介质，以200～500rpm的速率球磨6～12h，优选以300～400rpm的速率球磨8～10h。

5.根据权利要求3所述方法，其中所述锂源为选自氧化锂、氢氧化锂、一水合氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、硫酸锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述方法，其中步骤(2)中所述的混合采用球磨法进行，该球磨法以异丙醇和乙醇中的至少一种为球磨介质，以200～500rpm的速率球磨6～12h，优选以300～400rpm的速率球磨8～10h。

7.根据权利要求3所述方法，其中步骤(2)中所述高温煅烧如此进行：先以1～3℃/min的升温速率升温至700～1000℃，恒温烧结6～18h，优选升温至800～900℃，恒温烧结8～12h；然后以1～3℃/min的升温速率升温至1000～1400℃，恒温烧结8～24h，优选升温至1100～1200℃，恒温烧结12～18h；接着以1～10℃/min的降温速率降至室温，优选以3～5℃/min的降温速率降至室温。

8.根据权利要求1所述方法，其中所述锆酸镧锂包覆的镍钴锰三元复合正极材料中，锆酸镧锂与镍钴锰三元材料的质量比为3～10％，优选为5～8％。

9.根据权利要求1所述方法，其中所述球形镍钴锰三元前躯体为选自Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3(OH)₂、Ni_0.5Co_0.3Mn_0.2(OH)₂、Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂、Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂中的至少一种；所述三元前躯体中值粒径D50为10～15微米。

10.一种全固态锂离子电池复合正极材料，其是根据前述权利要求1～9中任一项的方法制备的。

11.一种全固态锂离子电池，包括正极、负极和电解质，其特征在于该电池的正极包含前述权利要求10的复合正极材料。

12.根据权利要求11的全固态锂离子电池，其中所述负极为天然石墨、人造石墨、硅、硅碳复合材料或金属锂；所述电解质为石榴石型锆酸镧锂固体电解质。