[发明专利]安全性高的锂离子二次电池用正极材料、制法和电池应用

权利要求书

1.一种锂离子二次电池用正极材料，其特征在于：该正极材料为通过在基础正极材料上包覆含有Fe（II）的化合物的两相结构包覆材料。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述基础正极材料为Li_（x）Ni_（y）Co_(z)Mn_（1-y-z）O₂或选自元素Al、Ti、Y、La或Zr中的一种或多种元素对Li_（x）Ni_（y）Co_(z)Mn_（1-y-z）O₂的元素掺杂物，其中：1.0≤x≤1.1；0≤y≤1.0；0≤Z≤1.0；y+z≤1.0。

3.根据权利要求2所述的正极材料，其中，所述基础正极材料为选自钴酸锂、锂钴镍锰氧、锂镍钴氧以及它们的元素掺杂物中一种或一种以上的物质。

4.根据权利要求1-3任一项所述的正极材料，其中，含Fe（II）的化合物，选自磷酸亚铁，磷酸亚铁锂，硫酸亚铁，氯化亚铁，草酸亚铁和/或二茂铁(Ⅱ)以及它们的任意组合，优选为磷酸亚铁和或磷酸亚铁锂材料。

5.根据权利要求1-4任一项所述的正极材料，其中，所述基础正极材料平均粒径(D50)为5～20μm，优选8～15μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的正极材料，其中，所述包覆材料平均粒径(D50)为0.1-5μm，优选1～2.5μm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的正极材料，其中，含Fe（II）的化合物在基础正极材料上的包覆量占正极材料总重量的1～20%，即，基础正极材料和含Fe（II）化合物重量比例为：(80%～99%):（1%～20%）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的正极材料，其中，当所述基础正极材料为锂镍钴锰氧时，其中，镍钴锰三元素摩尔比为4:3:3,3:3:3或5:2:3；当所述基础正极材料为钴酸锂时，平均粒径（D50）优选为13μm或15μm。

9.一种正极材料，其特征在于，对权利要求1-8任一项所述的正极材料还添加有导电剂，所述导电剂优选为导电碳和或碳纳米管。

10.一种正极材料的制备方法，其特征在于，通过微乳化分散工艺，将含Fe（Ⅱ）的化合物包覆于基础正极材料上，进行溶剂脱附；在保护气氛（优选氮气或氩气）下，100～700℃条件烧结得到。

11.权利要求10所述的正极材料的制备方法，该方法具体为，通过微乳化分散工艺，先将含Fe（II）的化合物包覆于基础正极材料上，然后通过溶剂脱附以及干燥工序，形成复合生成物；接着，在氮气或氩气保护气氛下，在100～500℃范围内，用2～10小时对该复合生成物材料进行烧结、冷却粉碎。

12.根据权利要求10或11所述的制备方法，所述基础正极材料为Li_（x）Ni_（y）Co_(z)Mn_（1-y-z）O₂或选自元素Al、Ti、Y、La或Zr中的一种或多种元素对Li_（x）Ni_（y）Co_(z)Mn_（1-y-z）O₂的元素掺杂物，其中：1.0≤x≤1.1；0≤y≤1.0；0≤Z≤1.0；y+z≤1.0；优选地，所述基础正极材料为选自钴酸锂、锂钴镍锰氧、锂镍钴氧以及它们的元素掺杂物的一种或一种以上的物质；更优选地，所述基础正极材料围锂镍钴锰氧，其中所述镍钴锰三元素摩尔比为3:3:3或4:3:3或5:3:2；进一步更优选地，所述基础正极材料平均粒径(D50)为5～20μm。

13.根据权利要求10-12任一项所述的制备方法，其中，含Fe（II）的化合物，选自磷酸亚铁，磷酸亚铁锂，硫酸亚铁，氯化亚铁，草酸亚铁和/或二茂铁(Ⅱ)以及它们的任意组合，优选为磷酸亚铁和或磷酸亚铁锂材料。

14.根据权利要求10-13任一项所述的制备方法，其中，所述基础正极材料和含Fe（II）化合物重量比例为：(80%～99%):（1%～20%）；优选地，包覆材料平均粒径(D50)为0.1-5μm。