[发明专利]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、其制备方法及锂离子电池。该制备方法包括：将锂源材料与正极前驱体材料进行第一烧结处理，得到第一烧结产物；采用包覆剂包覆在第一烧结产物的表面，然后进行第二烧结处理，得到正极材料，其中，包覆剂为镍源材料和/或锰源材料。选用特定的包覆剂，并结合二次烧结工艺(即第一次烧结、第一次包覆、第二次烧结)合成类单晶正极材料，该类单晶正极材料为由多个形貌类似单晶正极材料的一次颗粒团聚而成。采用上述制备方法能够简化合成工艺、降低能耗、提高产率、取消水洗工艺、降低残锂的同时，能够不损失循环容量，减少电解液与颗粒内部发生副反应，并提高循环保持率，延长电池寿命。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，具体而言，涉及一种正极材料、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有高容量和高能量密度被广泛应用于电动汽车、混合动力汽车和储能系统，正极材料作为锂离子电池的核心组成部分之一，对锂离子电池的性能有重大影响。

常规二次球型正极材料在制作极片碾压过程中二次球型颗粒易出现裂痕，导致循环衰减快，会缩短电池使用寿命，同时电解液与正极材料颗粒内部直接接触造成产气量过高，从而出现鼓包等安全问题。其合成工艺多为三烧工艺(即第一次烧结、第一次包覆、第二次烧结、水洗干燥、第二次包覆、第三次烧结)，也有部分采用二次烧结(即第一次烧结、水洗干燥、第一次包覆、第二次烧结)。上述现有工艺中包覆剂均采用常规的包覆剂比如碳包覆剂，在正极材料的制备过程中需要进行多次包覆和多次烧结过程以及水洗工艺，这导致其合成工艺繁琐、周期较长、能耗大、中间过程物料损失较多等，产率低、水污染问题且水洗过程洗去残碱的同时造成循环容量损失。

鉴于上述问题的存在，有必有提供一种流程短、环保、正极材料的产率高及循环容量损失小的正极材料的制备方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种正极材料、其制备方法及锂离子电池，以解决现有正极材料的制备方法存在的合成工艺繁琐、能耗大、不环保、正极材料产率低及会造成循环容量损失的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种正极材料的制备方法，该制备方法包括：将锂源材料与正极前驱体材料进行第一烧结处理，得到第一烧结产物；采用包覆剂包覆在第一烧结产物的表面，然后进行第二烧结处理，得到正极材料，其中，包覆剂为镍源材料和/或锰源材料。

进一步地，锰源材料选自Mn(OH)₂、MnO、MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄、Mn₂O₇、和MnCO₃组成的组中的一种或多种；镍源材料选自Ni(OH)₂、NiSO₄、NiCO₃、NiF₂、NiCl₂、NiBr₂、NiI₂和Ni₂O₃组成的组中的一种或多种。

进一步地，第一烧结产物的重量与包覆剂中镍元素和锰元素的总重量的比值为1:(0.0008～0.0015)。

进一步地，第二烧结处理过程的温度为150～250℃，处理时间为4～8h。

进一步地，第一烧结处理过程的温度为700～1000℃，烧结时间为8～20h；优选地，第一烧结处理过程的温度为800～950℃。