[发明专利]表面包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述表面包覆改性的锂离子电池正极材料具体包括：正极材料本体、包覆于所述正极材料本体表面的高熵阳离子无序氧化物包覆层和存在于所述正极材料本体近表面的离子掺杂层；所述正极材料本体、离子掺杂层和高熵阳离子无序氧化物包覆层共同构成多级核壳包覆结构；

其中，所述正极材料本体近表面具体为由所述正极材料本体的材料表面向内0～100nm范围内的距离；

所述高熵阳离子无序氧化物包覆层的材料为高熵阳离子无序氧化物，分子通式为Li(M1_aM2_bM3_c...Mi_j)O₂；其中，i＝[5-10],M元素中的M1、M2、M3...Mi分别选自Li、Mg、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Sn、Sb、W中的一种；a,b,c...j为每种M元素的化学计量系数，且a+b+c+…+j＝1，表示所有M元素的化学计量系数总和为1；

所述正极材料近表面离子掺杂层的组成元素包括：所述正极材料本体的组成元素和高熵阳离子无序氧化物包覆层材料的全部或部分组成元素；

所述离子掺杂层的结构类型具体为所述高熵阳离子无序氧化物包覆层的组成元素向正极材料本体近表面发生扩散反应得到的衍生结构；

所述衍生结构具体为：在所述表面包覆改性的锂离子电池正极材料合成的热处理过程中，高熵阳离子无序氧化物包覆层材料中的金属离子向正极材料本体扩散，占据在正极材料本体结构中过渡金属层或锂离子层中的八面体或四面体位点，从而形成包含层状结构、尖晶石结构、岩盐结构或无序结构中的一种或几种结构的衍生结构。

2.根据权利要求1所述表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料本体包括：六方层状氧化物钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、层状结构的富锂正极材料、岩盐结构的富锂正极材料或者层状结构和岩盐结构复合的富锂正极材料中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料本体为颗粒状，包括一次颗粒及二次颗粒，所述一次颗粒的颗粒尺寸范围在1nm-10um之间；所述二次颗粒的颗粒尺寸范围在10nm-100um之间；所述二次颗粒由多个一次颗粒构成。

4.根据权利要求1所述表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述M元素具体包括Li、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo中的5种。

5.根据权利要求1所述表面包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述高熵阳离子无序氧化物包覆层占所述正极材料本体的质量比为0.1％-10％，高熵阳离子无序氧化物包覆层的平均厚度为2nm-5μm。

6.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括上述权利要求1-5任一所述的表面包覆改性的锂离子电池正极材料。

7.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述锂电池包括：液态锂离子电池、液态金属锂电池、混合固液锂离子电池、混合固液金属锂电池中的任一种。