[发明专利]一种高镍三元正极材料、其制备方法及锂离子电池

权利要求书

1.一种高镍三元正极材料，其特征在于，所述的高镍三元正极材料为核壳结构颗粒，包括内核及包裹内核的壳层，所述的内核为镁钇共掺杂的镍钴锰三元材料，其中，镁元素的掺杂量为500～1500ppm；所述的壳层包括LiYO₂。

2.一种权利要求1所述的高镍三元正极材料，其特征在于，钇元素的掺杂量为1000～2000ppm；

优选地，所述的镁钇共掺杂的镍钴锰三元材料中Li/(Ni+Co+Mn)的摩尔比为1.02～1.04。

3.一种权利要求1或2所述的高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

镍钴锰氢氧化物、锂源、镁源和钇源混合后烧结，得到所述的高镍三元正极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括如下步骤：

(Ⅰ)镍钴锰氢氧化物、锂源、镁源和钇源按比例混合后烧结得到烧结物料；

(Ⅱ)烧结物料研磨过筛后得到筛分物料；

(Ⅲ)筛分物料依次经水洗、过滤和烘干后得到所述的高镍三元正极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的镍钴锰氢氧化物中Ni元素的摩尔含量为80～90％；

优选地，所述的锂源包括单水氢氧化锂；

优选地，所述的镁源包括氢氧化镁；

优选地，所述的钇源包括纳米氧化钇；

优选地，镁元素的掺杂量为500～1500ppm；

优选地，钇元素的掺杂量为1000～2000ppm；

优选地，烧结过程中，镁元素和部分钇元素掺杂进入内核，其余部分钇元素在内核外侧包覆形成LiYO₂壳层，其中，镁钇共掺杂的镍钴锰三元材料内核中Li/(Ni+Co+Mn)的摩尔比为1.02～1.04。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的烧结过程包括：原料混合后送入氧气气氛炉，升温至750～760℃后保温一段时间，随炉冷却得到烧结物料；

优选地，所述的升温速率为2～5℃/min；

优选地，所述的保温时间为10～15h；

优选地，所述的氧气气氛炉中氧气的体积分数≥98vol％。

7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，所述的研磨过程包括依次进行的对辊破碎和超离心研磨粉碎；

优选地，研磨后的物料过280～400目筛网得到筛分物料。

8.根据权利要求4-7任一项所述的系统，其特征在于，步骤(Ⅲ)中，采用去离子水对筛分物料进行水洗；

优选地，所述的去离子水与筛分物料的质量比为(1～1.5):1；

优选地，所述的水洗时间为10～20min；

优选地，所述的过滤采用压滤或抽滤；

优选地，所述的烘干温度为150～250℃；

优选地，烘干后的物料过280～400目筛后，封装得到所述的高镍三元正极材料。

9.一种锂离子电池，其特征在于，所述的锂离子电池包括正极、负极和隔膜，所述正极中包括权利要求1或2所述的高镍三元正极材料。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述的正极通过采用包含权利要求1或2所述的高镍三元正极材料的正极浆料涂布到正极集流体上经干燥而成；

优选地，正极浆液还包括SP和PVDF；

优选地，所述的高镍三元正极材料、SP和PVDF的质量比为(90～95):4:4；

优选地，所述的锂离子电池的负极为锂片。