[发明专利]高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明提供了一种高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池，高镍正极材料包括高镍团聚型大颗粒；高镍团聚型/单晶型小颗粒；以及包覆物，其包覆在所述高镍团聚型大颗粒与所述高镍团聚型/单晶型小颗粒的表面。本发明的高镍正极材料，其能够在极片制备时减少受压开裂的不良情况，维持团聚型大颗粒的结构稳定性；减少电池在循环过程中的材质及功率损失，提高电池循环保持率；颗粒间接触更紧密，降低界面阻抗，从而降低DCR，减少电池能耗，通过极速升温二次焙烧工艺，在缩短了升温、保温时间的基础上，提升了包覆效果，具有降低生产成本提升电池循环性能的有益功效。本发明具有制备工艺简单、成本低、污染小、电化学性能好及便于工业化生产等特点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

随着动力电池市场的急速发展，高续航、高安全性的动力汽车成为当前社会的主流需求。而提升电池能量密度是增加电动汽车使用里程的最有效途径之一，因此，提升能量密度成为各类电池现阶段的研究重点。电池中质量占比40％以上的正极材料决定了整个电池的能量密度，对应正极极片需提高其碾压密度，正极材料需提高其压实密度。

正极材料中团聚型大颗粒样品其粒径的增加会提高其压实密度，但会面临前驱体制备难度增加及正极材料颗粒抗压强度降低等问题，单晶型小颗粒具有材料结构稳定、容量高、长循环好等优点，但存在界面阻抗高、压实密度低等问题。

因此，有必要提出一种新的高镍正极材料以解决上述技术问题。

发明内容

针对上述背景技术提出的技术问题，本发明提出了一种高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池，该高镍正极材料可降低材料颗粒受压开裂情况，并维持高镍大颗粒的稳定性，减少锂离子电池循环过程中的材质及功率损失，同时提高长循环寿命和安全性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高镍正极材料，其包括：

高镍团聚型大颗粒，所述高镍团聚型大颗粒的化学式为LiNi_xCo_yMn_zAl_(1-x-y-z)O₂，其中0.88≤x≤1，0＜y≤0.12，0＜z≤0.12，1-x-y-z≥0；

高镍团聚型/单晶型小颗粒，所述高镍团聚型/单晶型小颗粒化学式为LiNi_aCo_bMn_cAl_(1-a-b-c)O₂，其中0.8≤a≤1，0＜b≤0.2，0＜c≤0.2，1-a-b-c≥0；

以及包覆物，所述包覆物包覆在所述高镍团聚型大颗粒与所述高镍团聚型/单晶型小颗粒的表面。

进一步的，所述包覆物所含元素选自W、B、Al或Ce中的任意一种或多种。

进一步的，所述高镍团聚型大颗粒与所述高镍团聚型/单晶型小颗粒的质量比为(1～9)：1。

进一步的，所述高镍团聚型大颗粒的粒径为8～20um，所述高镍团聚型/单晶型小颗粒的粒径为2～7um。

为了解决上述技术问题，本发明还采用的技术方案是：

一种高镍正极材料的制备方法，其包括如下步骤：

1)通过一次焙烧、粉碎、水洗、烘干、筛分得到化学式LiNi_xCo_yMn_zAl_(1-x-y-z)O₂的高镍团聚型大颗粒；