[发明专利]一种富锂正极材料、其制备方法及包含该正极材料的锂离子电池正极和锂离子电池

权利要求书

1.一种富锂正极材料，其特征在于，该材料的化学式为Li_1+xNi_aCo_bMn_cA_dO₂，其中，A为Ti、Zr、Hf中的至少一种，x、a、b、c、d表示原子个数比，且x+a+b+c+d＝1，0.1＜x≤0.3，0.1＜a≤0.3，0.1＜b≤0.3，0.4＜c≤0.6，0.002＜d≤0.1。

2.根据权利要求1所述的富锂正极材料，其特征在于，所述富锂正极材料的微观结构为Li₂MnO₃和LiMO₂层状复合结构，其中，M为Ni、Co和Mn，以及Ti、Zr、Hf中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的富锂正极材料，其特征在于，x＝0.17～0.2，a＝0.13～0.16，b＝0.13～0.16，c＝0.48～0.55，d＝0.002～0.04。

4.根据权利要求1或2所述的富锂正极材料，其特征在于，x＝0.17～0.19，a＝0.13～0.15，b＝0.13～0.155，c＝0.5～0.53，d＝0.002～0.04。

5.根据权利要求1或2所述的富锂正极材料，其特征在于，x＝0.17～0.19，a＝0.13～0.155，b＝0.13～0.155，c＝0.51～0.53，d＝0.005～0.03。

6.根据权利要求1或2所述的富锂正极材料，其特征在于，x＝0.2，a＝0.13，b＝0.13，c＝0.50～0.54，d＝0.002～0.04。

7.根据权利要求1或2所述的富锂正极材料，其特征在于，x＝0.2，a＝0.13，b＝0.13，c＝0.51～0.54，d＝0.005～0.03。

8.根据权利要求1或2所述的富锂正极材料，其特征在于，x＝0.2，a＝0.13，b＝0.13，c＝0.52～0.54，d＝0.008～0.02。

9.一种权利要求1～8所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

(1)按照所述富锂正极材料的化学式选择锂源、锰源、钴源、镍源、A源作为原料，并以相应的化学计量比称取原料混合；

(2)将步骤(1)获得的混合物，配以一定量的研磨介质，预磨分散；

(3)将步骤(2)预磨后的浆料转入砂磨机进一步超细磨1～8h，得到浆料；

(4)将经步骤(3)的浆料进行干燥处理；

(5)将步骤(4)所得的干燥粉末在500～1000℃空气气氛下进行焙烧，保温10～40h，随炉冷却至室温。

10.根据权利要求9所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的锂源为无水氢氧化锂、含结晶水的氢氧化锂、碳酸锂中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的锰源为金属锰、一氧化锰、二氧化锰、碳酸锰中的至少一种。

12.根据权利要求9所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的镍源为金属镍、氧化亚镍、三氧化二镍、氢氧化镍、碳酸镍中的至少一种。

13.根据权利要求9所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钴源为金属钴、四氧化三钴、三氧化二钴、氧化亚钴、氢氧化钴、碳酸钴中的至少一种。

14.根据权利要求9所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的A源为其单质、氧化物、氢氧化物中的至少一种。

15.根据权利要求9所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述研磨介质为水、水溶液或乙醇。

16.根据权利要求15所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述水溶液为蔗糖水溶液、葡萄糖水溶液、乙醇水溶液、聚乙烯醇水溶液、聚丙烯酰胺水溶液、聚乙二醇水溶液、聚马来酸水溶液、马来酸-丙烯酸共聚物水溶液、聚乙烯吡咯烷酮水溶液、聚天冬氨酸水溶液、聚环氧琥珀酸水溶液、纤维素醚水溶液、丙烯酸和甲基丙烯酸聚合物水溶液中的至少一种，溶液的质量百分比浓度为1％～50％。