[发明专利]用于包覆正极活性材料的包覆材料、正极复合材料及其制备方法、正极片及电池

说明书

本发明提供了一种用于包覆正极活性材料的包覆材料，所述包覆材料为Li_mNi_xQ_2‑x‑mO_2‑yM_y，其中，所述m的取值范围为：0.2≤m≤1.2，所述x的取值范围为：0.4≤x≤1.5，所述y的取值范围为：0.01≤y≤1，且x+m＜2，所述Q选自Ti、V、Nb、Ta、Mo中的至少一种，所述M选自F、Cl、Br、I中的至少一种。还提供一种正极复合材料及其制备方法、正极片及电池。本发明提供的包覆材料中掺杂了卤素，可以提高包覆材料中锂离子电导率，相比于传统的包覆结构，本发明的包覆材料能够保证正极活性材料在具有较好稳定性的情况下，所制备的电池仍然具有较好的倍率性能和循环性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种用于包覆正极活性材料的包覆材料、正极复合材料及其制备方法、正极片及电池。

背景技术

基于人们对电动汽车高续航里程的需求，高镍含量的层状三元材料(锂镍钴锰氧材料，NCM)成为了电池正极材料领域研究的重点。目前高镍NCM的电池大部分都处在研发之中。高镍NCM材料容量高，但是同时其在使用过程中还是会遇到很多问题，比如表面有较多游离锂，并且极易吸收空气中的水分，影响电池制成过程；材料中镍含量较多，在充满电状态具有强的氧化性，导致电池高温存储和循环过程中表面极易发生副反应，电解液分解，在材料表面形成电解质层，同时材料结构也容易发生变化，在表面形成盐岩相，最终使电池阻抗增加，电性能衰减。为了提高高镍NCM材料稳定性，需要在电极材料表面包覆电化学惰性的材料，目前应用的较多的是氧化铝、氧化钛等材料，这些包覆物在一定程度上可以对材料进行保护，但是由于包覆不均匀，在长循环过程中仍然避免不了材料表面岩盐相的产生，而如果增加包覆材料的量则会增加材料的阻抗，影响所制备的电池的倍率性能和低温性能。

发明内容

有鉴于此，本申请内容旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，在本申请的第一个方面，提供一种用于包覆正极活性材料的包覆材料，所述包覆材料为Li_mNi_xQ_2-x-mO_2-yM_y，其中，所述m的取值范围为：0.2≤m≤1.2，所述x的取值范围为：0.4≤x≤1.5，所述y的取值范围为：0.01≤y≤1，且x+m＜2，所述Q选自Ti、V、Nb、Ta、Mo中的至少一种，所述M选自F、Cl、Br、I中的至少一种。

在本申请的第二个方面，提供一种正极复合材料，包括内核和包覆在所述内核表面的包覆材料层，所述内核为正极活性材料，所述包覆层由上面所述的包覆材料组成。

在本申请的第三个方面，提供一种正极复合材料的制备方法，所述正极复合材料的制备方法包括：

将正极活性材料分散于包含镍前驱体和Q前驱体的溶液中，所述Q选自Ti、V、Nb、Ta、Mo中的至少一种；

向所述溶液中加入碱性剂，形成镍氢氧化物和Q氢氧化物沉淀，并且所述镍氢氧化物和Q氢氧化物沉淀包覆在所述正极活性材料表面，得到预制正极包覆材料；

将所述预制正极包覆材料和卤化锂、氢氧化锂进行球磨混合，并煅烧，得到正极复合材料，所述卤化锂中的卤素选自F、Cl、Br、I中的至少一种，所述正极复合材料包括正极活性材料以及包覆于所述正极活性材料表面的包覆层。

在本申请的第四个方面，提供一种电极片，所述正极片包括集流体和设置在所述集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括如上面任一项所述正极复合材料形成的涂层。

在本申请的第五个方面，提供一种电池，所述电池包括如上面所述的正极片。