[发明专利]一种正极材料及制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种正极材料及制备方法和用途。正极材料包括内核和包覆于内核表面的功能层，内核包括第一正极活性物质，功能层包括第二正极活性物质、导电剂和粘结剂；其中，所述第一正极活性物质的化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1；所述第二正极活性物质的化学式为Li_1+mNi_xCo_yMn_zO₂，0.1≤m≤1，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1本发明在常规正极活性物质表面，通过预混将富锂正极活性物质、导电剂和粘结剂包覆于常规正极活性物质表面，能够在保持能量和功率的同时，有效地提升电池的循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池，涉及一种正极材料及制备方法和用途。

背景技术

近年来为解决环境污染问题，电动车发展迅速，很多车企已计划在2025年前实现全面电动化，基于整车需求，车企对动力电池寿命的要求越来越高，由最初的7年15万公里需求逐渐提高到15年24万公里，作为电动车的核心部件，动力电池的循环寿命直接影响整车使用寿命，所以急需开发满足目前整车能量密度功率密度安全性能需求下的长循环电池。

目前提高动力电池循环性能的方法包含如下两种：(1)正极方面：采用单颗粒低镍含量体系，防止出现循环过程中的颗粒破碎导致活性锂加速消耗导致的循环衰减问题；但是单颗粒低镍含量体系，单颗粒由于匀浆团聚的问题其尺寸较大，从而带来较长的固相扩散路径，其将恶化电芯功率性能，而低镍含量材料其比容量较低，将导致电池体系能量密度降低，从而恶化整车能量密度及成本；(2)负极方面：采用单颗粒紧实石墨材料，并加强表面包覆，防止出现循环过程中的颗粒破碎导致活性锂加速消耗导致的循环衰减问题；同时单颗粒也存在着固相扩散路径长的问题，将恶化电芯充电功率，表现在整车上为快充性能的恶化，紧实表面强包覆将增加石墨的制造成本，对于整车的成本影响较大。

CN104103848A公开了一种锰酸锂和镍钴锰酸锂动力电池，包括多个正极、多个负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，所述的正极活性物质组分和含量(重量百分比)为：58％～70％的镍钴锰酸锂，余量为锰酸锂；负极由负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，所述的负极活性物质包括含量(重量百分比)为91％～93％的石墨。该文献中的技术方案，降低了电池体系能量密度，从而恶化整车能量密度及成本。

因此如何改进正极材料，以实现在维持能量密度和功率密度不受恶化影响下，提升电池循环性能的目的，是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极材料及制备方法和用途。本发明通过在常规正极活性物质表面，通过预混将富锂正极活性物质、导电剂和粘结剂包覆于常规正极活性物质表面，能够在保持能量和功率的同时，有效地提升电池的循环性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种正极材料，所述正极材料包括内核和包覆于内核表面的功能层，所述内核包括第一正极活性物质，所述功能层包括第二正极活性物质、导电剂和粘结剂；

其中，所述第一正极活性物质的化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，例如，所述x可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等；所述y可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等；所述z可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等；