[发明专利]一种正极材料、其制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种正极材料，其化学式如式I所示：Li_1‑yNi_aCo_bMn_cM_dO_2‑x式I；所述正极材料的拉曼图谱在550～610cm^‑1和611～700cm^‑1处有峰。在本发明中，所述拉曼图谱550～610cm^‑1处的峰代表层状相，611～700cm^‑1处的峰代表类尖晶石相，本发明提供的正极材料中同时存在层状相和类尖晶石相，从而能够抑制该正极材料在电池的循环过程中电压的衰减，提高电池的循环性能。本发明还提供了一种正极材料的制备方法，本发明采用化学的方法对富锂锰基化合物进行脱锂，使得到的正极材料同时具有层状相和类尖晶石相，方法简单，抑制电压衰减效果明显。本发明还提供了一种锂离子电池。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种正极材料、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池商业化20多年来，正极材料的实际容量始终徘徊在100～180mAh/之间，正极材料比容量低已经成为提升锂离子电池比能量的瓶颈。富锂锰基正极材料具有超高的放电比容量(≥250mAh/g)，是目前已商业化正极材料实际容量的两倍左右。而且，由于材料中使用了大量的Mn元素，与常用的钴酸锂和三元材料相比，不仅价格低，而且安全性好，更加环保，因此，富锂锰基材料被视为下一代高能量密度锂离子电池正极材料的理想之选。

从目前富锂材料的研发进展可以看到，富锂材料首圈效率、循环、倍率性能都已得到了较好的改善，但放电电压衰减方面的工作始终没有得到令人满意的解决方法。电压衰减是正极材料中富锂材料独有的一个问题，随着充放电循环的进行，放电电压曲线整体逐渐下降，它最大的危害在于无法准确监控电池体系中电压、容量的情况，使得锂离子电池一致性问题与安全性问题更加突出，严重制约了其在动力电池中的应用。

公开号为CN103794782A的中国专利公开了一种富锂锰基材料、其制备方法及锂离子电池，富锂锰基材料的通式为：xLi₂MnO₃·(1-x)Li(Ni_0.7-yMn_0.15Co_0.15M_y)O₂，0.4≤x≤0.7，M为掺杂元素，0.01<y<0.05，该富锂锰基材料经过混合金属氧化物包覆及M金属掺杂两道改性，提高了材料的导电性和高电压下材料的稳定性，但是，该正极材料制成的锂离子电池在循环过程中的电压降下降较为严重，制约了其应用。

发明内容

本发明的目的在于一种正极材料、其制备方法及锂离子电池，本发明提供的正极材料能够有效抑制电池循环过程中电压的衰减。

本发明提供一种正极材料，其化学式如式I所示：

Li_1-yNi_aCo_bMn_cM_dO_2-x 式I

式I中，0.05≤y≤0.5；0.1＜x≤1；

0.13≤a≤0.3；0.03≤b≤0.2；0.4≤c≤0.6；0≤d≤0.3；1≤a/b≤6；1.9≤c/a≤4.0；0.04≤b/(a+b+c+d)≤0.25；

M选自Fe、Mg、Al、V、B、Mo、Fe、Ti和Nb中的一种或几种；

所述正极材料的拉曼图谱在550～610cm^-1和611～700cm^-1处有峰。

优选的，所述正极材料的拉曼图谱550～610cm^-1处峰的强度和611～700cm^-1处峰的强度之比为1.05～5。