锂电池用正极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110085814A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910059236.5H01M10/04(2006.01)(22)申请日2019.01.22H01M10/0525(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区华城中路168号(72)发明人崔胜弼崔军燕陈修好吴鹏磊楚志颖(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人赵天月(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称锂电池用正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种锂电池用正极材料及其制备方法和应用。本发明所述的锂电池用正极材料包括具有层状结构的锂金属复合氧化物和形成在所述锂金属复合氧化物表面的硼包覆层，其中，所述锂金属复合氧化物包括Li、Ni和掺杂元素M1，所述掺杂元素M1为选自Zr、Mg、Al、Ni、Mn、Zn、Fe、Cr、Mo和W中的至少一种，所述Ni和所述掺杂元素M1的总和与所述Li的摩尔比小于1，所述硼包覆层包括硼和/或硼化物。该锂电池用正极材料结构稳定性好，电化学性能稳定，不易与电解液发生反应。CN110085814ACN110085814A权利要求书1/1页1.一种锂电池用正极材料，其特征在于，包括具有层状结构的锂金属复合氧化物和形成在所述锂金属复合氧化物表面的硼包覆层，其中，所述锂金属复合氧化物包括Li、Ni和掺杂元素M1，所述掺杂元素M1为选自Zr、Mg、Al、Ni、Mn、Zn、Fe、Cr、Mo和W中的至少一种，所述Ni和所述掺杂元素M1的总和与所述Li的摩尔比小于1，所述硼包覆层包括硼和/或硼化物。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述锂金属复合氧化物的化学式为LixMeM1dO2，其中，Me的化学式为NiaCobMnc，M1为选自Zr、Mg、Al、Ni、Mn、Zn、Fe、Cr、Mo和W中的至少一种，1.00≤x≤1.03，0.75≤a≤0.85，0<b≤0.3，0<c≤0.3，0<d<0.01，a+b+c+d＝1。3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述掺杂元素M1为选自Zr、Mg、Al、Zn、Fe、Cr、Mo和W中的至少一种。4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述掺杂元素M1的掺杂量为所述正极材料的3～7wt‰。5.根据权利要求1或4所述的正极材料，其特征在于，所述硼包覆层的含量为所述正极材料的0.4～2wt‰。6.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述锂金属复合氧化物的a轴晶格参数不低于c轴晶格参数不低于7.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述硼化物为硼酸锂和/或氧化硼，任选地，所述硼包覆层通过湿法包覆或干法包覆形成。8.一种制备权利要求1-7任一项所述的锂电池用正极材料的方法，其特征在于，包括：(1)采用掺杂元素M1对含Li和Ni的金属氧化物进行掺杂，以便得到锂金属复合氧化物；(2)采用硼和/或硼化物对所述锂金属复合氧化物进行包覆处理，以便在所述锂金属复合氧化物表面形成硼包覆层，其中，所述掺杂元素M1为选自Zr、Mg、Al、Ni、Mn、Zn、Fe、Cr、Mo和W中的至少一种。9.一种锂电池，其特征在于，具有权利要求1-7任一项所述的电池用正极材料或采用权利要求8的制备方法得到的锂电池用正极材料。10.一种车辆，其特征在于，具有权利要求9所述的锂电池。2CN110085814A说明书1/6页锂电池用正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池用正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]当前新能源行业迅速发展，新能源汽车作为新能源行业里的重要一环，对电池的稳定性与安全性提出了更高的要求。动力电池作为新能源汽车的核心，将直接决定新能源汽车的性能，为满足新能源汽车对续航里程以及性价比的需求，研究人员普遍采用高镍正极材料来代替传统的LiCoO2材料。锂镍系氧化物不仅比钴氧化物价格低廉，当以4.3V充电时放电容量较高，掺杂的锂镍类氧化物的可逆容量超过LiCoO2的容量(165mAh/g)约200mAh/g左右，因而锂镍系正极活性物质不仅有稍低的放电电压和体积密度，还有被改善的能源密度，被用在高容量电池上；但是锂镍系正极活性物质的最大问题是合成时留在表面的Li2CO3和LiOH等锂杂质的存在，留在表面的锂杂质会与空气中的CO2或H2O发生反应，形成Li2CO3，这样的Li2CO3不仅会引发初期不可逆容量的形成