[发明专利]富镍材料及其制备方法、正极片、电池及用电设备

说明书

本发明涉及一种富镍材料及其制备方法、正极片、电池及用电设备。该富镍材料的制备方法中，先将制备原料中的一部分锂盐与其他其他金属作为前驱体原料，并制成前驱体，如此，制得的前驱体中含有的元素与最终制得的富镍材料中含有的元素种类相同，两者具有相似的宏观形态结构；再将前驱体与剩余的锂盐混合，烧结，在此过程中前驱体发生锂化，制得的富镍材料结构更稳定，其卡门形状系数ψ能达到0.8及以上，作为正极活性材料制备锂离子电池时，能提高锂离子电池的循环使用寿命。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种富镍材料及其制备方法、正极片、电池及用电设备。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、高功率密度、高库伦效率、环境友好及无记忆效应等诸多优势，被广泛应用于电子设备、电动汽车、医疗电子设备、航空航天及电网等领域，如作为汽车、手机、摄像机、数码照相机、笔记本电脑等用电设备的电池。因此，锂离子电池逐渐占据了电池的主要市场，尤其在电子设备领域已拥有了非常成熟的技术市场。随着科技的快速发展，尤其是电动汽车技术的发展，对锂离子电池的循环寿命也提出了更高的要求。

正极活性材料是锂离子电池性能的决定性组分，锂离子电池中采用的正极活性材料的性质很大程度上决定了锂离子电池的性能，已经成功商业化的正极活性材料有钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂等，但这些正极材料均存在自身的不足和缺陷，三元正极材料因其兼具高放电电容、优异的反应可逆性、优异的大电流放电能力、较宽的充放电电压范围及毒性小等众多优点，已经成为了制备锂离子电池的主要正极活性材料。然而，采用三元正极材制得的锂离子电池在反复的充放电过程中容易发生炸裂，循环使用寿命较低，无法满足现代科技对锂离子电池越来高的寿命要求。

因此，现有技术仍有待改进。

发明内容

基于此，本发明提供一种能提高锂离子电池的循环寿命的富镍材料及其制备方法、正极片、电池及电器设备。

本发明的一个方面，提供了一种富镍材料的制备方法，包括如下步骤：

按照式(1)所示化学式的化学计量比提供制备原料，所述制备原料包括锂盐及除所述锂盐之外的其他金属盐；

Li_(1+a1)Ni_xCo_yM_(1-x-y)O₂ (1)，

其中，0.03≤a1≤0.1，0.6≤x1，0≤y≤0.1，01-x-y≤0.40，M为Mn、Al、Ti、Ba、Sr、Mg、Cr、Zn、V、Cu和Zr中的至少一种。

以所述其他金属盐与一部分的所述锂盐作为前躯体原料，制得富镍前驱体；

将所述富镍前驱体与剩余的锂盐混合，烧结，制得富镍材料。

在其中一些实施例中，所述烧结步骤在含氧气氛下进行，烧结温度为600℃～700℃，烧结时间为5h～10h。

在其中一些实施例中，所述富镍前驱体的卡门形状系数ψ大于0.7，且BET小于0.5平方米/克。

在其中一些实施例中，所述前躯体原料中各元素的化学计量比如式(2)所示：

Li_cNi_xCo_yM_(1-x-y)O₂ (2)，

其中，0＜c＜1；

所述剩余的锂盐中的Li元素的摩尔数与所述其他金属盐中的Ni元素、Co元素及M元素的总摩尔数之比为(1+a1-c)：1。