[发明专利]正极活性材料及其制备方法、正极、锂离子电池

说明书

一种正极活性材料的制备方法，包括：混合水和金属核体，得到分散液；向所述分散液中加入沉淀剂和过渡金属盐，得到正极活性材料前驱体；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，所述金属核体发生高温扩散形成有中心孔，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。本申请还提供一种正极活性材料，含有所述正极活性材料的正极，及应用所述正极的锂离子电池。本申请的锂离子电池具有能量密度高和循环稳定性佳的优点。

技术领域

本申请涉及新能源电池材料技术领域，尤其涉及一种正极活性材料的制备方法，由所述正极活性材料的制备方法所制得的正极活性材料，含有所述正极活性材料的正极，及应用所述正极的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、无污染、及寿命长的特点，被广泛应用于能源储存和能源转化领域。但目前锂离子电池仍存在一些难以解决的问题，最突出的就是正极材料的循环稳定性问题，严重制约了锂离子电池的进一步提升。

由于镍具有较强的变价能力和较高的电位，高镍(镍含量不小于80％)正极材料是目前具有应用潜力的一类正极材料。虽然锂离子电池的能量密度可随着镍含量的提高而提高，但其循环稳定性的问题也会加剧恶化。因此，如何获得一种能量密度高和循环稳定性佳的锂离子电池成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种正极活性材料的制备方法，旨在获得一种能量密度高和循环稳定性佳的锂离子电池。

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、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；

混合所述水、和金属核体，得到分散液；

向所述分散液中加入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，所述金属核体发生高温扩散形成有中心孔，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。

进一步地，所述金属氧化物为Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MnO、CoO、Co₃O₄、MnO₂、MgO、ZnO、B₂O₃、WO₃、MoO₃、HfO₂、Ta₂O₅、SnO₂、Sb₂0₃、Sb₂O₅、La₂O₃、Lu₂O₃中的至少一种；和/或