[发明专利]三元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料和锂离子电池

说明书

本申请提供一种三元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料和锂离子电池。三元前驱体包括内核和包覆内核的壳层；内核的化学式为Ni_xCo_yMn_z(OH)₂；壳层的化学式为Ni_aMn_bMe_1‑a‑b(OH)₂。三元前驱体的制备方法：将包括镍盐、钴盐、锰盐、络合剂、沉淀剂在内的物料进行混合，进行反应得到前驱体晶种；将包括镍盐、锰盐、Me盐、络合剂、沉淀剂和前驱体晶种在内的物料进行混合，进行反应得到三元前驱体。锂离子电池正极材料，使用包括三元前驱体和锂源在内的原料烧结得到。锂离子电池，使用包括锂离子电池正极材料在内的原料制得。本申请提供的三元前驱体能提高正极材料的比容量、结构稳定性、高温循环稳定性。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种三元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池正极材料对锂离子电池的电化学性能影响较大。高镍三元材料具有较高的能量密度，但是三元材料中的镍含量越高，材料的稳定性越差，安全性越差。为了改善这个问题，人们往往采用掺杂和包覆的手段对材料进行改性。

现有的一些材料，由于一般高核壳结构界面过渡金属组分的突变和结构之间的不匹配，在循环过程中会引起体积变化，这种变化会使得Li⁺扩散受阻。还有一些材料，比容量低、结构稳定性和高温循环稳定性差，严重影响了锂离子电池的整体性能和应用。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的目的在于提供一种三元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料和锂离子电池，以解决上述问题。

为实现以上目的，本申请特采用以下技术方案：

一种三元前驱体，包括内核以及包覆所述内核的壳层；

所述内核的物质的化学式为Ni_xCo_yMn_z(OH)₂，其中x+y+z＝1，0.8≤x＜1，0＜y＜0.2，0＜z＜0.2；

所述壳层的物质的化学式为Ni_aMn_bMe_1-a-b(OH)₂，其中，0.6≤a＜1，0＜b＜0.4；Me包括W、Ti、Zr、Mo中的一种或多种。

可选地，x可以选择0.8、0.85、0.9、0.95以及大于等于0.8、小于1的任一值，y可以选择0.01、0.05、0.10、0.15、0.19以及大于0、小于0.2的任一值，z可以选择0.01、0.05、0.10、0.15、0.19以及大于0、小于0.2的任一值；a可以选择0.6、0.7、0.8、0.9以及大于等于0.6、小于1的任一值，b可以选择0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35以及大于0、小于0.4的任一值。

优选地，所述内核的直径为2-13μm；

优选地，所述内核的直径为3-10μm；

优选地，所述壳层的厚度为3-15μm。

可选地，所述内核的直径可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm以及2-13μm之间的任一值；所述壳层的厚度可以为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm以及3-15μm之间的任一值。

优选地，所述三元前驱体的粒径D50为10-20μm；

优选地，所述三元前驱体的粒径D50为11-18μm；