[发明专利]多元正极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种多元正极材料，其特征在于，所述多元正极材料的表面包括点状包覆物和/或岛状包覆物；

所述多元正极材料的颗粒累积分布为1％的粒径D₁≥0.7μm；

所述多元正极材料通过三维扫描电子显微镜测得的包覆物的算术平均粗糙度Ra满足：20nm≤Ra≤200nm；

所述多元正极材料的点状包覆物和/或岛状包覆物的覆盖率Q满足：3％≤Q≤30％。

2.根据权利要求1所述的多元正极材料，其中，所述多元正极材料的颗粒累积分布为1％的粒径满足1μm≤D₁≤2μm；

所述多元正极材料通过三维扫描电子显微镜测得的包覆物的算术平均粗糙度Ra满足30nm≤Ra≤100nm；

所述多元正极材料的点状包覆物和/或岛状包覆物的覆盖率Q满足：5％≤Q≤15％。

3.根据权利要求1或2所述的多元正极材料，其中，所述多元正极材料的颗粒累积分布为50％的粒径D₅₀为2-8μm，优选为2.5-7μm；

优选地，所述多元正极材料通过SEM测得的一次颗粒平均尺寸P₅₀为0.8-6μm，优选为1-4μm；

优选地，所述多元正极材料的比表面积S满足：0.2≤S≤1.2m²/g，和/或，1/P₅₀-0.1≤S≤1/P₅₀+0.2；

优选地，所述多元正极材料为球形和/或椭球形颗粒。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的多元正极材料，其中，所述正极材料的基体具有式I所示的组成，所述包覆物包括含J元素的锂氧化合物和/或含J元素的氧化物；

Li_aNi_xMn_yCo_zM_bO₂式I；

其中，0.9≤a≤1.1，0.5≤x1，0y0.5，0z0.5，0≤b≤0.02；

所述基体和所述包覆物的含量使得正极材料中0＜[n(J)]/[n(Ni)+n(Co)+n(Mn)]≤0.03；

M和J各自独立地选自Ba、Ra、Zr、Fe、Ca、Zn、B、W、Nb、Cd、Pb、Si、Mo、Cu、V、Ta、Cr、La、Al、Ce、Er、Ho、Y、Mg、Sr和Ti中的至少一种。

5.一种制备多元正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)将多元正极材料前驱体、第一锂源和可选地掺杂剂混合，经第一高温烧结得到多元正极材料过程品1；

(2)对所述多元正极材料过程品1进行粗碎后，依次经酸溶液冲洗、水冲洗、烘干得到多元正极材料过程品2；

(3)将所述多元正极材料过程品2、可选地第二锂源和包覆剂进行混合，经第二高温烧结、过筛后得到所述多元正极材料；

所述酸溶液冲洗的条件包括：所述酸溶液的浓度为0.01-0.05g/mL，冲洗时间为1-120s；

所述第二高温烧结的烧结温度T₂为200-1000℃；

所述包覆剂的加入量按照化学计量比0＜[n(J)]/[n(Ni)+n(Co)+n(Mn)]≤0.03添加。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多元正极材料前驱体为镍钴锰三元正极材料前驱体；

优选地，所述第一锂源和所述第二锂源各自独立地选自碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂和醋酸锂中的一种；

优选地，所述掺杂剂和所述包覆剂各自独立地选自能够提供Ba、Ra、Zr、Fe、Ca、Zn、B、W、Nb、Cd、Pb、Si、Mo、Cu、V、Ta、Cr、La、Al、Ce、Er、Ho、Y、Mg、Sr和Ti中至少一种元素的碳酸盐、氢氧化物、氧化物和醋酸物中的一种；

优选地，所述酸溶液选自硫酸、碳酸、醋酸和草酸中的至少一种。