[发明专利]一种正极材料、其制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供一种正极材料，包括LiNi_xCo_yMn_zO₂颗粒和填充在LiNi_xCo_yMn_zO₂颗粒间的Li_αM_βO₂；M选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb和Mo中的一种或多种；0≤α≤1.5，0≤β≤1.5；0≤x≤1.0，0≤y≤1.0，0≤z≤1.0，且x+y+z＝1；Li_αM_βO₂与LiNi_xCo_yMn_zO₂的摩尔比为(0.01～10)：100。本发明在正极材料一次颗粒间隙进行活性物质填充，填充后的Li_αM_βO₂材料形成三维骨架结构，可以提高其压实密度，从而提高其能量密度，同时改善材料在高电压下的循环性能和倍率性能。本发明还提供了一种正极材料的制备方法和锂离子电池。

技术领域

本发明属于锂离子电极技术领域，尤其涉及一种正极材料及其制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池在电子产品中已经大规模应用，对电子产品使用时间的要求也越来越高，但是电子产品的便携性又限制了锂离子电池的尺寸。而以电池驱动的新能源汽车对于行驶里程的要求也越来越高，但是汽车的舒适性、实用性也限制了锂离子电池的尺寸。所以提高锂离子电池的能量密度成为锂离子电池的必然趋势。

公开号为CN201310126541.4的中国专利公开了锂离子电池正极材料及其制备方法，该材料为由三元材料前驱体、锰酸锂前驱体、碳酸锂混合焙烧而成的复合三元-锰酸锂正极材料。此方法制得的材料在不牺牲材料结构稳定性的前提下，改善材料循环性能和倍率性能，提高三元正极材料的安全性能和低温性能，优化改进制备工艺。但是这种方法制备材料并不能提高电池的能量密度，在提高电池充电电压的条件下，电池的倍率性能比较差，而且在制备过程中由于三元材料前驱体、锰酸锂前驱体同时与碳酸锂进行反应，容易导致产物组分不均一，难以发挥三元材料和锰酸锂的协同效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极材料、其制备方法及锂离子电池，本发明中的正极材料压实性能好，能量密度高，尤其是在高电压条件下具有优异的循环性能和倍率性能。

本发明提供一种正极材料，包括LiNi_xCo_yMn_zO₂颗粒和填充在LiNi_xCo_yMn_zO₂颗粒间的Li_αM_βO₂；

M选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb和Mo中的一种或多种；

0≤α≤1.5，0≤β≤1.5；

0≤x≤1.0，0≤y≤1.0，0≤z≤1.0，且x+y+z＝1；

Li_αM_βO₂与LiNi_xCo_yMn_zO₂的摩尔比为(0.0001～0.1)：1。

优选的，所述LiNi_xCo_yMn_zO₂颗粒为球形LiNi_xCo_yMn_zO₂一次颗粒；

所述LiNi_xCo_yMn_zO₂颗粒的孔隙率为0.1～20％。