[发明专利]锂二次电池用正极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池用正极和锂二次电池

权利要求书

1.一种正极活性材料，包含：

由式1表示的锂过渡金属氧化物；和

在所述锂过渡金属氧化物的表面上形成的含锂的无机化合物层：

[式1]

Li_1+a(Ni_bCo_cX_dM¹_eM²_f)_1-aO₂

其中，在式1中，

X是选自锰(Mn)和铝(Al)中的至少一种，

M¹是硫(S)，

M²是锆(Zr)，并且

0≤a≤0.1，0.6≤b≤0.99，0≤c≤0.2，0≤d≤0.2，0e≤0.1，且0f≤0.1，

其中所述含锂的无机化合物层包含选自Li₃BO₃和LiBO₂中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中所述含锂的无机化合物层具有1nm至200nm的厚度。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，基于所述正极活性材料的总重量，所述正极活性材料的表面中锂杂质的量在0.1重量％至1.0重量％的范围内。

4.一种制备正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：

将掺杂有掺杂元素M¹的过渡金属氢氧化物前体、锂原料和含掺杂元素M²的原料混合并烧结，以制备由式1表示的锂过渡金属氧化物；

将所述锂过渡金属氧化物与无机酸水溶液混合以制备混合溶液；以及

将所述混合溶液干燥并热处理，以在所述锂过渡金属氧化物的表面上形成含锂的无机化合物层：

[式1]

Li_1+a(Ni_bCo_cX_dM¹_eM²_f)_1-aO₂

其中，在式1中，

X是选自锰(Mn)和铝(Al)中的至少一种，

M¹是硫(S)，

M²是锆(Zr)，并且

0≤a≤0.1，0.6≤b≤0.99，0≤c≤0.2，0≤d≤0.2，0e≤0.1，且0f≤0.1，

其中所述无机酸水溶液具有2至10的pH，

其中所述无机酸水溶液包含硼酸，

其中所述混合溶液的热处理在200℃至400℃下进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，以1:(1.00～1.30):(0～0.1)的摩尔比将所述掺杂有掺杂元素M¹的过渡金属氢氧化物前体、所述锂原料和所述含掺杂元素M²的原料混合。

6.根据权利要求4所述的方法，其中使所述锂过渡金属氧化物的表面中存在的锂杂质与所述无机酸反应以形成含锂的无机化合物层。

7.一种锂二次电池用正极，所述正极包含根据权利要求1至3中任一项所述的正极活性材料。

8.一种锂二次电池，包含根据权利要求7所述的正极。