[发明专利]正极材料和锂离子电池

说明书

本申请的实施例提供了正极材料和锂离子电池。正极材料包括：基体材料；以及包覆材料，形成在基体材料的表面的至少一部分上；基体材料的通式为Li_xCo_yM_1‑yO₂，其中，1.0≤x≤1.2，0.8≤y≤1.0，M选自Mg、Ti、Al、Zr、Ni、Mn中的至少一种；包覆材料包括La₂O₃、ZrO₂、CeO₂中的至少两种和Y₂O₃。与不含有包覆材料、包覆材料仅含有其中的一种或两种氧化物的正极材料相比，本申请的实施例通过至少三种氧化物的共同作用，使得提供的正极材料所制备的电芯存储膨胀率较低，容量保持率较高，改善了高充电截止电压下的循环性能。

技术领域

本申请的实施例涉及电池领域，更具体地，涉及正极材料和锂离子电池。

背景技术

目前商业化的锂离子电池正极材料主要以钴酸锂(LiCoO₂，缩写为LCO)为主，LiCoO₂材料的电化学性能相对比较稳定，循环性能好，电压平台高，与电解液的相容性好，但是在较低电压下时LiCoO₂的克容量较低，例如140mAh/g，其发挥量较低，当充电电压升高时，例如4.45-4.6V，脱锂量可达75％以上。由于脱锂量过高而导致了LiCoO₂内部发生晶体结构的不可逆转变，从而导致克容量和循环性能发生衰减。此外，由于高电压下LiCoO₂正极材料中Co元素释出量增加导致晶体结构发生释氧，LiCoO₂中释出的氧与电解液发生副反应产生大量气体会恶化电芯存储性能，从而进一步恶化电芯的整体性能表现。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本申请的一些实施例提供了一种正极材料，包括：基体材料；以及包覆材料，形成在基体材料的表面的至少一部分上；所述基体材料的通式为Li_xCo_yM_1-yO₂，其中，1.0≤x≤1.2，0.8≤y≤1.0，M选自Mg、Ti、Al、Zr、Ni、Mn中的至少一种；所述包覆材料包括La₂O₃、ZrO₂、CeO₂中的至少两种和Y₂O₃。

在上述正极材料中，所述基体材料的通式为LiCo_yM_1-yO₂，其中，0.8≤y1.0，M选自Mg、Ti、Al、Zr、Ni中的至少一种。

在上述正极材料中，所述基体材料与包覆材料之间存在固溶体。

在上述正极材料中，元素Y在所述正极材料中的含量为200～2000ppm，元素La在所述正极材料中的含量为0～3000ppm，元素Ce在所述正极材料中的含量为0～2000ppm，元素Zr在所述正极材料中的含量为0～2500ppm。

在上述正极材料中，所述包覆材料包括Y₂O₃、La₂O₃和ZrO₂。

在上述正极材料中，元素Y在所述正极材料中的含量为200～2000ppm，元素La在所述正极材料中的含量为20～3000ppm，元素Zr在所述正极材料中的含量为20～2500ppm。

在上述正极材料中，所述包覆材料包括Y₂O₃、La₂O₃、ZrO₂和CeO₂。