[发明专利]正极活性材料及其制备方法、正极、锂离子电池

权利要求书

1.一种正极活性材料的制备方法，包括以下步骤：

提供金属核体、过渡金属盐、络合剂、沉淀剂、锂盐及水，所述金属核体为金属氧化物、金属卤化物及类金属氧化物中的至少一种，所述过渡金属盐为NiSO₄、NiSO₄·6H₂O、Ni(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂·6H₂O、NiSO₄、NiSO₄·6H₂O、MnSO₄、MnSO₄·4H₂O、Mn(NO₃)₂、Mn(NO₃)₂·6H₂O、CoSO₄、CoSO₄·6H₂O、Co(NO₃)₂、Co(NO₃)₂·6H₂O中的至少一种；

混合所述水和金属核体，得到分散液；

向所述分散液中加入络合剂、沉淀剂和过渡金属盐，得到正极活性材料前驱体，其中，所述正极活性材料前驱体包括所述金属核体和包覆于所述金属核体表面的过渡金属氢氧化物层；

混合所述正极活性材料前驱体和锂盐，得到混合物；及

在含氧气的气氛下，对所述混合物进行烧结处理，得到所述正极活性材料，其中，所述正极活性材料包括金属核体和包覆于所述金属核体表面的过渡金属氧化物层，所述金属核体形成有中心孔，所述过渡金属氧化物层中掺杂有锂离子，所述金属核体的金属离子的浓度沿远离中心孔的方向递减。

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，所述金属氧化物为Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MnO、CoO、Co₃O₄、MnO₂、MgO、ZnO、WO₃、MoO₃、HfO₂、Ta₂O₅、SnO₂、Sb₂0₃、Sb₂O₅、La₂O₃、Lu₂O₃中的至少一种；

所述金属卤化物为AlX₃、ZrX₄、TiX₄、MnX₂、CoX₂、CoX₄、MnX₄、MgX₂、ZnX₂、WX₆、MoX₆、HfX₄、TaX₅、SnX₄、SbX₃、LaX₃及LuX₃中的至少一种，其中，X为Cl、Br、F或I；

所述类金属氧化物为二氧化硅；

所述分散液中的金属核体的浓度为0.01~0.4mol/L；

所述金属核体的平均粒径为0.1~2µm；

所述金属核体为球形、类球形或不规则的颗粒状。

3.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，所述过渡金属氢氧化物层中的过渡金属氢氧化物为Ni(OH)₂、Mn(OH)₂及Co(OH)₂中的至少一种；

所述过渡金属氢氧化物层的厚度为10~30µm。

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，所述过渡金属氧化物层中的过渡金属氧化物为NiO、MnO及CoO中的至少一种；

所述过渡金属氧化物层的厚度为10~30µm。