[发明专利]高镍复合材料、其制备方法与锂离子电池

说明书

本发明提供了一种高镍复合材料，由高镍正极材料和包覆于所述高镍正极材料表面的层状LiNi_xM_1‑xO₂材料组成；本申请还提供了一种高镍复合材料的制备方法；本申请还提供了一种锂离子电池。本申请提供了一种高镍复合材料，其中层状LiNi_xM_1‑xO₂材料作为包覆层，其结构稳定且具备较高的层间距允许Li⁺畅通过，因此该种高镍复合材料作为锂离子电池的正极材料在提升循环的同时还可有效提升倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高镍复合材料、其制备方法与锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长、自放电率低以及无记忆效应等特点已经在多个领域中得到广泛应用。随着锂离子电池应用领域的不断拓宽，锂离子电池正极材料亦得到多元化发展，除钴酸锂外，锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰(铝)酸锂等多种正极材料都以各自的优势在不同领域得到应用。

在电动汽车领域，续航里程要求的不断提高促进了高镍正极材料的技术革新，而目前高镍正极材料在锂电池的长期使用过程中会受到电解液侵蚀或者其他副反应从而增加极化，降低容量和循环寿命。当前的解决方法通常是对正极材料进行包覆，以避免电解液与正极材料表面的直接接触从而减少这些有害现象。但是目前用到的主流包覆剂通常为Li⁺难以穿梭的金属氧化物，这在一定程度上增加了材料表面极化，此外单纯的纳米金属氧化物容易团聚从而在正极材料表面包覆不均匀增加了电池阻抗。因此，寻求一种适当的包覆剂以提高正极材料的循环性能和倍率性能是十分有必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高镍复合材料，本申请提供的高镍复合材料作为锂离子电池的正极材料可提高锂离子电池的循环性能和倍率性能。

有鉴于此，本申请提供了一种高镍复合材料，由高镍正极材料和包覆于所述高镍正极材料表面的层状LiNi_xM_1-xO₂材料组成；

其中，x为0.2～0.8；

M选自Al、Ti、Mg、Zr、Fe、Mn、Zn、Cr、Co和Nb中的一种或多种。

优选的，所述层状LiNi_xM_1-xO₂材料的厚度为50～200nm。

优选的，所述层状LiNi_xM_1-xO₂材料的晶格层间距为

本申请还提供了所述的高镍复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将螯合剂、镍盐、M盐和钾源混合后干燥，将得到的固体粉末加热，得到包覆物前驱体KNi_xM_1-xO₂；

将所述包覆物前驱体与铵盐、表面具有残留锂离子的高镍正极材料进行干法包覆，将得到的混合物低温烧结，得到高镍复合材料；

所述M盐中的M离子和所述镍盐中的镍离子的摩尔比为(1-x)：x，所述钾源中钾离子的摩尔数与所述M盐中M离子和所述镍盐中镍离子的总摩尔数的比值为(1.02～1.06)：1；

M选自Al、Ti、Mg、Zr、Fe、Mn、Zn、Cr、Co和Nb中的一种或多种；

x为0.2～0.8。