[发明专利]正极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括多个一次粒子，所述一次粒子的化学通式为式(Ⅰ)所示：

Li_aNi_xCo_1-xMg_ySr_zO₂(Ⅰ)

式(Ⅰ)中，0.99≤a≤1.02，0.9≤x1，0.001≤y≤0.003，0.001≤z≤0.003；

所述一次粒子的平均晶粒尺寸D_p为90nm～98nm，所述一次粒子的平均晶粒尺寸D_p与所述正极材料的中值粒径D₅₀(nm)满足以下关系：

式(Ⅱ)中，所述一次粒子的平均晶粒尺寸D_p＝(D₀₀₃+D₁₀₄)/2，其中，D₀₀₃为所述一次粒子沿(003)方向的晶粒尺寸，D₁₀₄为所述一次粒子沿(104)方向的晶粒尺寸。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述一次粒子的至少部分表面覆设有包覆层。

3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(2)中的至少一种：

(1)所述包覆层的材质包括Al、Ti、W、Zr、Co、Ba、Nb、Ce和B中的至少一种的氧化物和氢氧化物中的至少一种；

(2)所述包覆层的厚度为1nm～10nm。

4.根据权利要求2或3所述的正极材料，其特征在于，所述包覆层中的金属元素与正极材料过渡金属元素摩尔比为0.001-0.005。

5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(3)中的至少一种：

(1)所述正极材料的中值粒径D₅₀为1μm～6μm；

(2)所述正极材料的比表面积为0.1m²/g～1.2m²/g；

(3)在所述正极材料的XRD图谱中，(003)面和(104)面之间的衍射峰强度I₀₀₃和I₁₀₄满足：I₀₀₃/I₁₀₄≥1.5。

6.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将镍钴氢氧化物前驱体、锂源、第一添加剂和第二添加剂进行第一混合后进行分段式升温处理，得到正极材料，其中，所述第一添加剂包括含有Mg元素的氧化物或氢氧化物，所述第二添加剂包括含有Sr元素的氧化物或氢氧化物，所述分段式升温处理包括第一段和第二段，所述第二段的温度为700℃～800℃，所述第一段的温度小于所述第二段的温度。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(9)中的至少一种：

(1)所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂和草酸锂中的至少一种；

(2)所述锂源中锂元素的物质的量与所述镍钴氢氧化物前驱体中Ni元素和Co元素总物质的量的比值为0.9～1.02；

(3)所述第一添加剂中Mg元素的物质的量与所述镍钴氢氧化物前驱体中过渡金属的总物质的量的比值为0.001～0.003；

(4)所述第二添加剂中Sr元素的物质的量与所述镍钴氢氧化物前驱体中的过渡金属的总物质的量的比值为0.001～0.003；

(5)所述第一段的温度为400℃～500℃，

(6)所述第一段的保温时间为1h～9h；

(7)所述第二段的保温时间为6h～15h；

(8)所述分段式升温处理在含氧气氛中进行；

(9)所述分段式升温处理在含氧气氛中进行，所述含氧气氛中的氧含量大于等于95％。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，得到所述正极材料之后还包括：将所述正极材料与第三添加剂进行第二混合后进行热处理的步骤。