[发明专利]锂电池正极活性材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂电池正极活性材料，其特征在于，其包含化学式为Li_1+xNi_0.5-yMn_1.5-zO_u的含锂化合物颗粒，其中-0.2≤x≤0.2，-0.2≤y≤0.2，-0.2≤z≤0.2，3.8≤u≤4.2，所述含锂化合物颗粒的表面具有呈梯度分布的硫元素；

所述硫元素分布的梯度层厚度为0.5～50nm，所述硫元素含量按由外向内逐渐降低的梯度分布；

所述含锂化合物颗粒的粒径为0.1～30μm。

2.一种锂电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

（1）将硫源、络合剂以及尖晶石结构的含锂化合物颗粒相混合，获得混合物；

（2）将所述混合物于600～1000℃下烧结0.5～10小时，制得锂电池正极活性材料；

所述含锂化合物颗粒的化学式为Li_1+xNi_0.5-yMn_1.5-zO_u的，其中-0.2≤x≤0.2，-0.2≤y≤0.2，-0.2≤z≤0.2，3.8≤u≤4.2，所述尖晶石结构的含锂化合物颗粒的表面具有呈梯度分布的硫元素；

所述硫元素分布的梯度层厚度为0.5～50nm；

所述硫元素含量按由外向内逐渐降低的梯度分布；

所述含锂化合物颗粒的粒径为0.1～30μm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述步骤（1）中的硫源与含锂化合物颗粒的质量比为1:20～400；所述络合剂和含锂化合物颗粒的质量比为1:20～400。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）具体包括以下步骤：

（2.1）以0.5～10℃/min的升温速率升温至600～1000℃；

（2.2）保持温度600～1000℃烧结0.5～10小时；

（2.3）烧结完后，以0.5～10℃/min的降温速率降至室温。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述硫源包括硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、硫酸镁、硫酸钙、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锌、硫酸钛、硫酸锆、硫酸锂、硫酸钠，硫代硫酸钠，硫酸铵、硫酸和硫单质中一种或多种；所述络合剂为柠檬酸、乙酸、甲酸、草酸和磷酸中的一种或多种。

6.一种锂离子二次电池正极，其包括集流体，其特征在于，该集流体上负载有权利要求1所述的锂电池正极活性材料或者权利要求2-5中任意一项所述的制备方法制备的锂电池正极活性材料。

7.一种锂离子二次电池，其特征在于，其包括壳体及密封在该壳体内的负极、隔膜、电解液和权利要求6所述的锂离子二次电池正极。