【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池，尤其涉及一种正极材料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
1、随着日趋严重的全球能源危机和环境污染等问题，各国相继呼吁减少碳排放，开发可持续的清洁能源来代替传统的化石能源。锂离子电池作为新型的高能绿色电池，与传统的能源电池相比，其具有能量密度高、循环寿命长、应用范围广等特点；近年来，在政府的大力补贴和新能源市场需求的刺激下，锂离子电池得到快速发展。正极材料作为锂离子电池的核心部分，决定了锂离子电池的整体性能，开发具有优异性能的正极材料一直是研究热点。
2、高镍正极材料具有高电压平台、高比容量等优点，是最有望成为动力电池市场大规模应用的正极材料。然而，由于随着镍比例的不断增加，正极材料的阳离子混排、残碱等负面情况会加剧，会影响正极材料的循环稳定性等电化学性能，以及会引发电池安全问题，从而使得高镍正极材料在动力电池市场上的应用受到限制。为此，本领域技术人员研究采用掺杂和包覆工艺对高镍正极材料进行改性，以改善其电化学性能；其中，掺杂工艺一般通过将一种或多种元素掺杂到高镍正极材料结构中，以提高高镍正极材料的循环稳定性以及其他电化学性能；包覆工艺则是将一种或多种元素涂覆在高镍材料表面上，再通过水洗或者化学反应等方式去除高镍正极材料表面的残留锂，以在高镍材料表面形成有利于离子传输的包覆层，从而有效地减缓电极/电解液界面的副反应，提高材料的循环性能。但是，在现有的掺杂和包覆工艺改性过程中，至少存在如下问题：(1)掺杂剂与主体结构兼容性问题；(2)掺杂剂对高镍正极材料本身的电导率和反应活性产生很大影响的问题；(
3、因此，现有的掺杂和包覆工艺改性还是难以使高镍正极材料的循环性能等电化学性能得到较大提升，无法达到理想的目标要求，且还存在成本高的问题。
4、申请内容
5、本申请提供一种正极材料及其制备方法、锂离子电池，能够提高镍钴酸锂系正极材料的循环性能。
6、第一方面，本申请提出一种正极材料，所述正极材料为镍钴酸锂系复合氧化物；
7、所述正极材料的粒径分布曲线具有第一特征峰和第二特征峰，所述第一特征峰的峰面积为a1，所述第二特征峰的峰面积为a2，p＝a2/a1；
8、所述正极材料的游离锂稳定系数为l，l＝(l1-l2)/l1，l1和l2的测试方法为：取5g正极材料分散于100ml去离子水中，磁力搅拌t min，抽滤后得到滤液进行游离锂含量测定；当t＝60时，测得正极材料中游离锂的质量含量为l1，当t＝10时，测得正极材料中游离锂的质量含量为l2；
9、所述正极材料满足如下关系式：10≤p*l≤25。
10、在一些实施方式中，所述正极材料的化学通式为：liniacobmncmdneo2，其中，0.8＜a＜0.98，b＜0.2，c＜0.2，a+b+c+d+e＝1，且所述m包括sr、ti、al、zr、w、ba、mg、nb中的至少一种，所述n包括w、b、mo、f、s、v、p和cl中的至少一种。
11、在一些实施方式中，所述正极材料包括基体材料以及位于所述基体材料至少部分表面的包覆层，所述基体材料为包括ni、co、mn和m元素的复合氧化物，所述m元素包括sr、ti、al、zr、w、ba、mg、nb中的至少一种。
12、在一些实施方式中，所述包覆层包括锂酸盐，所述锂酸盐的化学式为lixnyoz，其中，x、y、z＞0，所述n包括w、b、mo、f、s、v、p和cl中的至少一种。
13、在一些实施方式中，在所述正极材料中，0.25≤l≤0.85。
14、在一些实施方式中，在所述正极材料中，0.15％≤l1≤0.45％。
15、在一些实施方式中，在所述正极材料中，0.02％≤l2≤0.16％。
16、在一些实施方式中，在所述正极材料中，8≤p≤50。
17、在一些实施方式中，在所述正极材料中，4≤a1≤25。
18、在一些实施方式中，在所述正极材料中，150≤a2≤250。
19、在一些实施方式中，所述正极材料的电导率为0.025s/cm～0.080s/cm。
20、在一些实施方式中，所述正极材料的压实密度为3.10g/cm3～3.65g/cm3。
21、在一些实施方式中，所述正极材料的比表面积为0.4m2/g～0.8m2/g。
22、第二方面，本申请还提出一种正极材料的制备方法，包括如下步骤：
23、向基体材料的水溶液中加入游离锂离子转化剂进行改性处理，以所述基体材料的质量为100wt％计，所述游离锂离子转化剂的添加量为0.6wt％-1.2wt％，固液分离得到前驱体；其中，所述基体材料为镍钴酸锂系复合氧化物，所述基体材料的粒径分布曲线具有第一特征峰和第二特征峰，所述第一特征峰的峰面积为a1，所述第二特征峰的峰面积为a2，p＝a2/a1，8≤p≤50；
24、将所述前驱体进行烧结处理，得到正极材料。
25、在一些实施方式中，在所述基体材料的水溶液中，去离子水的质量为所述基体材料质量的15％～30％。
26、在一些实施方式中，所述基体材料为包括li、ni、co和mn元素的复合氧化物。
27、在一些实施方式中，所述基体材料的制备步骤包括：制备包含三元前驱体和锂源的混合物料，将所述混合物料在氧气气氛下进行烧结，得到所述基体材料。
28、在一些实施方式中，所述氧气气氛的氧气流量为200m3/h～450m3/h。
29、在一些实施方式中，在所述基体材料的制备步骤中，所述烧结的炉压为3pa～25pa。
30、在一些实施方式中，在所述基体材料的制备步骤中，所述烧结包括恒温阶段，所述恒温阶段的烧结温度为600-800℃。
31、在一些实施方式中，所述恒温阶段的烧结时间为8h～15h。
32、在一些实施方式中，在所述基体材料的制备步骤中，所述烧结还包括升温阶段，所述升温阶段的升温速率为2℃/min～5℃/min。
33、在一些实施方式中，所述基体材料为包括li、ni、co、mn和m元素的复合氧化物，所述m元素包括sr、ti、al、zr、w、ba、mg、nb中的至少一种。
34、在一些实施方式中，所述混合物料包括m掺杂剂。
35、在一些实施方式中，所述三元前驱体的化学式为niacobmnc(oh)2，0.8≤a≤0.98，0.01≤b≤0.2，0.01≤c≤0.2。
36、在一些实施方式中，所述m掺杂剂包括sr(oh)2、sro、tio2、al2o3、al(oh)3、zro2、zr(oh)4、ba(oh)2、bao、mgo、mg(oh)2、nb2o5、nb2o3、wo3和cawo4中的至少一种。
37、在一些实施方式中，所述m掺杂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料为镍钴酸锂系复合氧化物；
2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，满足如下特征中的至少一种：
3.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，满足如下特征中的至少一种：
4.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括如下特征中的至少一种：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括如下特征中的至少一种：
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括如下特征中的至少一种：
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括如下特征中的至少一种：
9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述正极材料的游离锂稳定系数为L，10≤P*L≤25，其中，L＝(L1-L2)/L1，L1和L2的测试方法为：取5g正极材料分散于100ml去离子水中，磁力搅拌t min，抽滤后得到滤液进行游离锂含量测定；当t＝60时，测得正极材料中游离锂的质量含量为L1％，当t＝10时，测得正极材料中游离
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的正极材料，或者包括如权利要求4-9任一所述的制备方法所制得的正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料为镍钴酸锂系复合氧化物；
2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，满足如下特征中的至少一种：
3.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，满足如下特征中的至少一种：
4.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括如下特征中的至少一种：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括如下特征中的至少一种：
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括如下特征中的至少一种：
8.如权利要求4所述的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜荪，陈帅，宋雄，吴小珍，杨顺毅，黄友元，张金龙，
申请(专利权)人：贝特瑞江苏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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