[发明专利]正极活性材料及其制备方法、正极、三元锂离子电池

权利要求书

1.一种正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述正极的制备方法包括以下步骤：

提供Ni_(1-x-y)Co_xMn_y(OH)₂三元前驱体、锂盐、及包覆剂，其中，0x0.4，0y0.4，1-x-y≥0.6，所述包覆剂为金属氧化物和/或金属氢氧化物；

均匀混合所述Ni_(1-x-y)Co_xMn_y(OH)₂三元前驱体和锂盐，得到第一混合物；

对所述第一混合物进行第一次加热处理，以使所述锂盐扩散至所述Ni_(1-x-y)Co_xMn_y(OH)₂三元前驱体中；其中，所述第一次加热处理的温度为300～600℃，时间为3～10h；

对经第一次加热处理后的所述第一混合物进行第二次加热处理，所述Ni_(1-x-y)Co_xMn_y(OH)₂三元前驱体与锂盐反应，生成LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO₂三元材料，所述LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO₂三元材料包括由一次颗粒堆积形成的二次颗粒，其中，0x0.4，0y0.4，1-x-y≥0.6；其中，所述第二次加热处理的温度为700～900℃，时间为10～20h；

将所述LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO₂三元材料置于恒温恒湿环境中，所述LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO₂三元材料的二次颗粒沿一次颗粒的晶界打开，且所述一次颗粒和二次颗粒与所述恒温恒湿环境中的水和二氧化碳反应，于所述一次颗粒和二次颗粒的表面生成残碱层；其中，所述残碱层的厚度为5～500nm；

混合所述包覆剂、和所述表面生成有残碱层的LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO₂三元材料，得到第二混合物；

对所述第二混合物进行第三次加热处理，以使所述包覆剂扩散至所述表面生成有残碱层的LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO₂三元材料的一次颗粒之间；其中，所述第三次加热处理的温度为200～600℃，时间为3～10h；及

对所述第二混合物进行第四次加热处理，所述包覆剂与残碱层发生原位供锂反应，生成包覆层，制得所述正极活性材料；其中，所述第四次加热处理的温度为700～900℃，时间为3～10h；所述包覆层的厚度为3～300nm。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述包覆层为钴酸锂、锰酸锂、铝酸锂、氟掺杂的钴酸锂、氟掺杂的铝酸锂、及氟掺杂的锰酸锂中的至少一种；和/或

所述第二混合物中，所述包覆剂的质量百分比范围为1～3％，所述表面生成有残碱层的LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO₂质量百分比范围为97～99％。

3.根据权利要求2所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述氟掺杂的钴酸锂的氟掺杂量为0.3～0.8wt％；和/或

所述氟掺杂的铝酸锂的氟掺杂量为0.3～0.8wt％；和/或

所述氟掺杂的锰酸锂的氟掺杂量为0.3～0.8wt％。

4.根据权利要求1所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述残碱层为碳酸锂和/或氢氧化锂。