[发明专利]三元正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明公开一种三元正极材料及其制备方法、锂离子电池，所述三元正极材料的化学通式为Lisubgt;z/subgt;Nisubgt;1‑x‑y/subgt;Cosubgt;x/subgt;Msubgt;y/subgt;Osubgt;2/subgt;，M为Mn或Al，0x1，0y1，x+y1，1z1.1，所述三元正极材料中含有一次粒子，所述一次粒子的结构为多面体结构。本发明提供的三元正极材料，由于三元正极材料中含有多面体结构的一次粒子，使得三元正极材料在锂离子脱嵌过程中结构不容易塌陷，从而使得由此制得的锂离子电池有更长的循环保持率，进而提高锂离子电池的循环性能；另外，三元正极材料中部分一次粒子会间接团聚形成二次球，由于二次球是由多面体结构的一次粒子团聚得到，不易开裂，从而提高由此三元正极材料制得的锂离子电池的高温性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种三元正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

因有着工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻和体积小等优势，锂离子电池在新能源领域担当着极为重要的角色。而锂离子电池结构中，正极是其必不可少的构造之一。现有的正极材料会采用镍钴锰三元正极材料或镍钴铝三元正极材料，但这些三元正极材料中所含的一次粒子的结构都不稳定，导致由此制得的锂离子电池循环性能差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种三元正极材料及其制备方法、锂离子电池，旨在解决现有的三元正极材料制得的锂离子电池循环性能差的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种三元正极材料，所述三元正极材料的化学通式为Li_zNi_1-x-yCo_xM_yO₂，M为Mn或Al，0x1，0y1，x+y1，1z1.1，所述三元正极材料中含有一次粒子，所述一次粒子的结构为多面体结构。

可选地，所述一次粒子的平均粒径为0.5～2μm。

本发明还提出一种如上所述的三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将M盐、镍盐、钴盐、氧化剂、第一锂源、PH调节剂和溶剂混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液置于240～250℃条件下，氧化反应后过滤分离出固体，清洗，干燥，得到前驱体粉末；

向所述前驱体粉末中加入第二锂源和形貌诱导剂，得到混合粉末；

对所述混合粉末进行烧结，气碎，得到三元正极材料；

其中，所述M盐为锰盐或铝盐，所述形貌诱导剂包括铝氧化物、镁氧化物、锆氧化物和硼氧化物中的至少一种。

可选地，所述混合粉末中，所述形貌诱导剂的含量为0.1～1％wt。

可选地，所述混合粉末中，所述形貌诱导剂的含量为0.3～0.8％wt。

可选地，对所述混合粉末进行烧结，气碎，得到三元正极材料的步骤包括：

将所述混合粉末放入匣钵中，拨动所述混合粉末以使所述混合粉末分成多个相互间隔的单元块，然后进行烧结，气碎，得到三元正极材料。

可选地，多个所述单元块中上表面的面积最大的单元块为第一单元块，所述第一单元块的上表面的面积为0.25～2.25cm²。

可选地，对所述混合粉末进行烧结，气碎，得到三元正极材料的步骤中，烧结时，于700～880℃的第一温度条件下对所述混合粉末进行第一次烧结，然后于900～1000℃的第二温度条件下进行第二次烧结。

可选地，所述第一温度条件为790～810℃；和/或，

所述第二温度条件为950～970℃。