[发明专利]二元正极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种二元正极材料，其特征在于，所述二元正极材料具有化学通式Li_aNi_xMn_yM_zO₂，其中0.5≤x0.8，0.05≤y0.4，x+y+z=1，1.03≤a≤1.05，M为过渡金属元素；

所述M选自铁、铬、锆、钨、钇、锶、钽、铌中的任意一种或多种；

所述化学通式Li_aNi_xMn_yM_zO₂中的z在0.15~0.2之间；

所述二元正极材料的制备方法包括：

步骤S1，按照所述二元正极材料中的元素比例称取含镍化合物、含锰化合物、含锂化合物、钉扎剂，并将所述含镍化合物、所述含锰化合物、所述含锂化合物、所述钉扎剂分散于第一溶剂中，得到分散液，所述钉扎剂包括含过渡金属元素的化合物与碳材料；

步骤S2，在含氧气气氛中，将所述分散液进行煅烧，得到所述二元正极材料；

所述制备方法还包括所述钉扎剂的制备过程，所述制备过程包括：

将所述含过渡金属元素的化合物、所述碳材料与第二溶剂混合并进行水热反应，得到反应后体系；

将所述反应后体系固液分离并干燥后，得到所述钉扎剂，

所述含过渡金属元素的化合物包覆所述碳材料，所述含过渡金属元素的化合物与所述碳材料的质量比为50~200:1；

所述含过渡金属元素的化合物中的过渡金属元素选自铁、铬、锆、钨、钇、锶、钽、铌中的任意一种或多种。

2.一种权利要求1所述二元正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤S1，按照所述二元正极材料中的元素比例称取含镍化合物、含锰化合物、含锂化合物、钉扎剂，并将所述含镍化合物、所述含锰化合物、所述含锂化合物、所述钉扎剂分散于第一溶剂中，得到分散液，所述钉扎剂包括含过渡金属元素的化合物与碳材料；

步骤S2，在含氧气气氛中，将所述分散液进行煅烧，得到所述二元正极材料；

所述制备方法还包括所述钉扎剂的制备过程，所述制备过程包括：

将所述含过渡金属元素的化合物、所述碳材料与第二溶剂混合并进行水热反应，得到反应后体系；

将所述反应后体系固液分离并干燥后，得到所述钉扎剂，

所述含过渡金属元素的化合物包覆所述碳材料，所述含过渡金属元素的化合物与所述碳材料的质量比为50~200:1；

所述含过渡金属元素的化合物中的过渡金属元素选自铁、铬、锆、钨、钇、锶、钽、铌中的任意一种或多种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含过渡金属元素的化合物选自所述过渡金属元素的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐中的任意一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料选自碳纳米管、石墨烯、石墨、氧化石墨烯、硬碳中的任意一种或多种。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料与所述第二溶剂的质量比为1: 200~800。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂选自水、甲醇、乙醇中的任意一种或多种。

7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为180~200℃。

8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的时间为10~15h。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述分散液中的所述含镍化合物、所述含锰化合物、所述含锂化合物、所述钉扎剂的总质量含量为50~60wt%；所述第一溶剂的pH值为5~7。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂选自乙醇溶液、乳酸、氨水、甲醇、丙醇中的任意一种或多种。