[发明专利]锂电池正极材料超薄包覆层、锂电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将锂盐以及含钛化合物溶于有机溶剂得混合溶液；

(2)向上述混合溶液中加入内核正极活性物质，快速搅拌，使混合溶液充分浸润所述内核正极活性物质；

(3)对步骤(2)后的混合溶液加热，去除其中的有机溶剂，得干燥粉体；

(4)将所述干燥粉体置于干燥的空气中静置，使其缓慢可控地与空气中的水分子发生原位水解，得到含复合前驱体包覆层的中间粉体；

(5)将中间粉体置于有氧环境下煅烧，制备得到锂电池正极材料；

所述锂电池正极材料为核壳型包覆结构，包括内核正极活性物质和内核正极活性物质外包覆的包覆层，所述包覆层为锂电池正极材料超薄包覆层；所述锂电池正极材料超薄包覆层的成分为Li-Ti-O组成的钛酸盐；且所述锂电池正极材料超薄包覆层均匀致密，其厚度为0.3nm～30nm；所述包覆层中Ti与内核正极活性物质中过渡金属元素的摩尔比为0.01％～3％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述内核正极活性物质为LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂、Li(Mn,Ni,Co)O₂、LiMn₂O₄、xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)LiMn_1-y-zNi_yCo_zO₂、LiNi_0.5Mn_1.5O₄中的一种，且0＜x＜1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤y+z≤1；所述的钛酸盐具体为Li₂TiO₃、Li₂Ti₃O₇、Li₄Ti₅O₁₂、Li₂Ti₆O₁₃、Li₂Ti₄O₉、Li₁₂Ti₁₇O₄₀、Li₄TiO₄中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述锂盐与含钛化合物的用量按Li与Ti的摩尔比控制在1∶3～4∶1的范围内配制；所述含钛化合物包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四乙酯、四氯化钛中的一种或多种；所述有机溶剂为无水乙醇。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，内核正极活性物质的用量以包覆层中Ti与内核正极活性物质中过渡金属元素的摩尔比为0.01％～3％进行控制，快速搅拌的时间控制在0.2h～2h。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，干燥的空气是指每千克干空气中含水量为1g～7g，在空气中静置的时间不少于3h；所述原位水解过程是通过调控干燥粉体周围空气中的含水量和静置水解的时间进行控制。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，有氧环境下煅烧是指在空气中400℃～1000℃温度下煅烧0.5h～8h，升温速度为1℃/min～10℃/min。