[发明专利]正极活性材料及其制备方法、正极极片、二次电池和电子设备

权利要求书

1.一种正极活性材料，其特征在于，包括：

氟掺杂的三元正极材料基体；和

覆于所述氟掺杂的三元正极材料基体的至少部分表面的包覆结构，其中，所述包覆结构包括相对靠近所述氟掺杂的三元正极材料基体表面的富铝内包覆层和相对远离所述氟掺杂的三元正极材料基体表面的富钛外包覆层。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料满足如下条件(1)至(2)中的至少一个：

(1)所述氟掺杂的三元正极材料基体包括过渡区，所述过渡区分布于所述氟掺杂的三元正极材料基体的靠近所述包覆结构的浅表层，所述过渡区内包含AlF₃；

(2)所述包覆结构还包括过渡层，所述过渡层位于所述富铝内包覆层和所述富钛外包覆层之间，所述过渡层内分布有Li-Al-O-Ti固溶体结构。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料满足如下条件(1)至(4)中的至少一个：

(1)所述正极活性材料的粒子的平均粒径为3μm～15μm；

(2)所述氟掺杂的三元正极材料基体的粒子的平均粒径为3μm～15μm；

(3)所述富铝内包覆层的厚度为5nm～100nm；

(4)所述富钛外包覆层的厚度为5nm～100nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料满足如下条件(1)至(3)中的至少一个：

(1)所述氟掺杂的三元正极材料基体的分子式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO_2-zF_z，其中，0.33≤x0.95，0.05y≤0.77，0＜z1；

(2)基于所述正极活性材料的总质量，所述富铝内包覆层中铝元素的质量百分含量为0.002％～20％；

(3)基于所述正极活性材料的总质量，所述富钛外包覆层中钛元素的质量百分含量为0.002％～20％。

5.一种正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括：

提供含氟三元前驱体的溶胶；

对所述含氟三元前驱体的溶胶与锂盐进行混合处理，进行一次烧结处理，得到氟掺杂的三元正极材料基体；

对所述氟掺杂的三元正极材料基体与含MAX型化合物包覆剂混合处理后，进行二次烧结处理，以形成覆于所述氟掺杂的三元正极材料基体的至少部分表面的包覆结构，其中，所述包覆结构包括相对靠近所述氟掺杂的三元正极材料基体表面的富铝内包覆层和相对远离所述氟掺杂的三元正极材料基体表面的富钛外包覆层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，对所述含氟三元前驱体的溶胶与锂盐进行混合处理，进行一次烧结处理包括：

将所述含氟三元前驱体的溶胶与锂盐混合均匀后进行球磨处理，得到预掺杂料；

在300℃～1000℃、优选为350℃～950℃下，对所述预掺杂料进行10h～30h、优选为15h～25h的一次烧结处理。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下条件(1)至(3)中的至少一者：

(1)所述氟掺杂的三元正极材料基体的分子式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO_2-zF_z，其中，0.33≤x0.95，0.05y≤0.77，0z1；

(2)所述锂盐包括碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂或醋酸锂中的一种或多种；

(3)所述锂盐中的锂元素与所述氟掺杂的三元正极材料基体中的所有过渡元素的摩尔比为(1.0～1.1):1。