[发明专利]多元正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种多元正极材料及其制备方法、锂离子电池。该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Dsubgt;1/subgt;≥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％。该多元正极材料表面包含点状包覆物和/或岛状包覆物，且该包覆物具有特定的算术平均粗糙度与覆盖率，并且多元正极材料具有较大的粒度分布Dsubgt;1/subgt;，由此减少多元正极材料中的微粉含量，使得包含该正极材料的锂离子电池具有优异的容量以及循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种多元正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

近年来，锂离子电池由于其高的能量密度广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、储能系统。

虽然锂离子电池应用广泛，但目前电动汽车与燃油汽车相比仍然满足不了广大消费者的需求，电动汽车续航里程低，低温性能差，及安全性等问题是主要原因。

正极材料是制约锂离子电池性能的主要方面，石墨负极的能量密度能够达到360mAh/g，而正极材料以三元622材料为例，能量密度只有180mAh/g，且正极材料为锂离子电池中最贵、最重的主要组成部分。因此提升正极材料的能量密度，提升循环稳定性可以有效的降低电动汽车的重量和价格。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的锂离子电池用正极材料的容量以及循环性能无法满足实际需求的问题，提供一种多元正极材料及其制备方法、锂离子电池，该多元正极材料表面包含点状包覆物和/或岛状包覆物，且该包覆物具有特定的算术平均粗糙度与覆盖率，并且多元正极材料具有较大的粒度分布D₁，由此减少多元正极材料中的微粉含量，使得包含该正极材料的锂离子电池具有优异的容量以及循环性能。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种多元正极材料，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％。

本发明第二方面提供一种制备多元正极材料的方法，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。

本发明第三方面提供一种由上述方法制得的多元正极材料。

本发明第四方面提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述多元正极材料。

通过上述技术方案，本发明提供的多元正极材料及其制备方法、锂离子电池获得以下有益的效果：