[发明专利]一种锂离子二次电池用正极活性材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：所述锂离子二次电池用正极材料的为核材料上包覆材料N，核材料的通式为Li_xNi_yMMe_aO₂，其中，0.90≤x≤1.25，0﹤y﹤1，0≤a≤0.1。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：所述的锂离子二次电池的正极材料是为一次粒子聚集而成的二次粒子或一次粒子，或一次粒子与二次粒子的混合粒子构成。

3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：所述Li选自氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：所述M为Co和Mn的一种或者两种，用通式表示为Co_zMn_1-y-z，0≤z≤1。

5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：所述的Ni_yM选自Ni_yM的氢氧化物、氧化物、氯化物、硼化物、氟化物、有机金属物、羟基氧化物、碳酸盐或者草酸盐中的一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：所述的Me为选自为第一过渡元素（Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）、第二过渡元素（Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）、碱土元素（Be、Mg、Ca、Sr、Ba）和稀土元素（La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）的氧化物、卤化物、氢氧化物、金属有机物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、草酸盐或与其他金属元素的复合氧化物的一种或者多种的混合物。

7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：在该核材料Li_xNi_yMMe_aO₂上包覆壳材料N，包覆材料的掺量为核材料的0.01～15 wt%，包覆材料N选自为第一过渡元素（Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）、第二过渡元素（Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）、碱土元素（Be、Mg、Ca、Sr、Ba）和稀土元素（La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）氧化物、卤化物、氢氧化物、金属有机物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、草酸盐或与其他金属元素的复合氧化物的一种或者多种的混合物。

8.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：在该核材料Li_xNi_yMMe_aO₂上包覆材料N，包覆材料的掺量为核材料的0.01～15 wt%，壳材料N选自为F元素的金属化合物或F元素的金属化合物与上述掺杂剂Me中所提及的物质一种或多种的混合物。

9.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极活性材料，其特征在于：所述锂离子二次电池用的正极材料中残存的LiOH的重量含量在0.10%以下，残存的Li₂CO₃的重量含量在0.20%以下。

10.一种锂离子二次电池用正极活性材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，原料的配备：将锂源物质、Ni_yM物质和掺杂剂Me按照通式Li_xNi_yMMe_aO₂，其中，0.90≤x≤1.30，0﹤y﹤1，0≤a≤0.1进行配备，混合均匀，混合方法为湿式混合或干式混合；

第二步，核材料烧结及破碎处理：烧结主温度控制在500～1200℃，主温区烧结时间为5～40 h，烧结过程中需通入空气或者氧气，通气量控制范围为2～30 m³/h，将烧结后的物料经破碎、分级、过筛、除铁等工艺处理，得到核材料Li_xNi_yMMe_aO₂，其中，0.90≤x≤1.30，0﹤y﹤1，0≤a≤0.1；

第三步，包覆：将第二步中的物质进行包覆，包覆材料为N，包覆方法为湿式包覆、干式包覆或共沉淀包覆；

第四步，二次或多次烧结：将第三步中包覆好的物料进行烧结，烧结主温度控制在450～1100℃，主温区烧结时间为5～36 h，烧结过程中需通入空气或者氧气，通气量控制范围为2～30 m³/h，根据产品性能要求，可以进行三次以上烧结，烧结条件同二次烧结，烧结后的物料按照需要进行破碎、分级、过筛、除铁等工艺处理；

第五步，水洗干燥：将第四步的物料进行水洗干燥，控制其碱残余量，LiOH ≤0.10wt%，Li₂CO₃ ≤0.20 wt%，若经过第四步处理后的物料的碱残留量符合LiOH≤0.10 wt%，Li₂CO₃≤0.20wt%，则可不水洗。