[发明专利]具有多层结构的锂金属氧化物复合正极材料和组成该材料的前驱体材料及其制备方法和应用

摘要

具有多层结构的锂金属氧化物复合正极材料和组成该材料的前驱体材料及其制备方法和应用。本发明涉及一种锂离子电池用锂金属氧化物复合正极材料及其制备方法和应用。本发明的目的是为了解决锂金属氧化物正极材料普遍存在比容量小、循环性能差、改性成本高、振实密度低的问题。本发明主要通过使用金属盐溶液成分阶段性变化和停歇式溢流来实时控制共沉淀法反应过程中一次颗粒按层排布，且每层一次颗粒的金属盐成分不同，制备了一种具有多层结构的高性能锂金属氧化物正极复合材料的前驱体，再结合梯度升温方式，最终合成了具有多层结构的锂金属氧化物正极复合材料。本发明用于锂离子电池用锂金属氧化物复合正极材料。

主权项

具有多层结构的锂金属氧化物复合正极材料的前驱体材料，其特征在于：该前驱体材料是由不同组分的金属氢氧化物或金属碳酸盐沿球型逐层堆叠的结构构成，且至少由内层、中间层和外层三层组成；具体结构为：内层直径小于8μm，化学组成均一；中间层是不同组分的金属氢氧化物或金属碳酸盐围绕内层逐层生长堆叠而成的，中间层厚度在0.1μm～30μm之间，其中单层厚度在100nm‑300nm之间，外层主要由反应器中未发生反应的金属盐溶液沉淀而成，是混合金属沉淀层，外层厚度小于10μm；该前驱体材料振实密度为1g/cm3～4g/cm3；该前驱体材料的总的化学式为NixCoyMnzM1‑x‑y‑z(OH)₂或NixCoyMnzM1‑x‑y‑zCO₃，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z≤1，M为Zr、Fe、Sm、Pr、Nb、Ga、Zn、Y、Mg、Al、Cr、Ca、Na、Ti、Cu、K、Sr、Mo、Ba、Ce、Sn、Sb、La、Bi中的一种或几种。