[发明专利]锂二次电池用正极活性材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂二次电池用正极活性材料，所述正极活性材料包含镍基锂复合金属氧化物单体颗粒，其中，所述单体颗粒包含多个晶粒和2500 ppm至6000 ppm的掺杂在所述单体颗粒的晶格中的金属M，所述金属M是选自由M = Al、Ti、Mg、Zr、W、Y、Sr、Co、F、Si、Mg、Na、Cu、Fe、Ca、S和B组成的组的一种或多种金属，每个晶粒的尺寸为180 nm至300 nm，所述尺寸通过使用Cu Kα X射线(X-rα)的X射线衍射分析测得；

其中，所述单体颗粒在其晶格结构中包含表面部分和中心部分，所述表面部分具有从所述单体颗粒的表面到所述锂复合金属氧化物单体颗粒的半径的0.13%至5.26%的深度处的岩盐结构、尖晶石结构或其混合结构，所述中心部分具有从与所述单体颗粒的表面部分的界面到所述单体颗粒中心的层状结构。

2.一种锂二次电池用正极活性材料，所述正极活性材料包含：镍基锂复合金属氧化物单体颗粒，和涂覆在所述单体颗粒的表面上的金属M’化合物，其中所述金属M’是选自由M’= Al、Ti、Mg、Zr、W、Y、Sr、Co、F、Si、Mg、Na、Cu、Fe、Ca、S和B组成的组的一种或多种金属；其中，所述单体颗粒包含多个晶粒和掺杂在所述单体颗粒的晶格中的金属M，所述金属M是选自由M = Al、Ti、Mg、Zr、W、Y、Sr、Co、F、Si、Mg、Na、Cu、Fe、Ca、S和B组成的组的一种或多种金属，每个晶粒的尺寸为180 nm至300 nm，所述尺寸通过使用Cu Kα X射线(X-rα)的X射线衍射分析测得；其中，掺杂在所述单体颗粒的晶格中的金属M和涂覆在所述单体颗粒的表面上的所述金属M’化合物中的金属M’的总含量为2500 ppm至6000 ppm；

其中，所述单体颗粒在其晶格结构中包含表面部分和中心部分，所述表面部分具有从所述单体颗粒的表面到所述锂复合金属氧化物单体颗粒的半径的0.13%至5.26%的深度处的岩盐结构、尖晶石结构或其混合结构，所述中心部分具有从与所述单体颗粒的表面部分的界面到所述单体颗粒中心的层状结构。

3.如权利要求1或2所述的锂二次电池用正极活性材料，其中，所述单体颗粒在其晶格结构中包含表面部分和中心部分，所述表面部分具有从所述单体颗粒的表面到所述锂复合金属氧化物单体颗粒的半径的0.13%至2.63%的深度处的岩盐结构、尖晶石结构或其混合结构，所述中心部分具有从与所述单体颗粒的表面部分的界面到所述单体颗粒中心的层状结构。

4.如权利要求1或2所述的锂二次电池用正极活性材料，其中，所述单体颗粒的平均粒径D50为3.5 μm以上至8 μm以下。

5.如权利要求1或2所述的锂二次电池用正极活性材料，其中，所述镍基锂复合金属氧化物由下述化学式1表示：

Li_a(Ni_xMn_yCo_z)O_2+b    (1)

其中，在化学式1中，0.95≤a≤1.2，0≤b≤0.02，0x0.6，0≤y≤0.4，0≤z0，并且x +y + z = 1。

6.如权利要求5所述的锂二次电池用正极活性材料，其中，在化学式1中，a =1，0≤b≤0.02，0.4≤x0.6，0.1≤y0.4，0.1≤z0.4，且x + y + z = 1。

7.如权利要求5所述的锂二次电池用正极活性材料，其中，化学式1为LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂或LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂。

8.如权利要求5所述的锂二次电池用正极活性材料，其中，所述金属M为Ti、Mg或Zr。

9.如权利要求5所述的锂二次电池用正极活性材料，其中，所述金属M为Zr。