【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种高稳定层状正极材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池由于具有能量密度高、使用寿命长、自放电程度小、无记忆效应及环保等诸多优势，在手机、手提电脑、相机等消费类电子设备中得到了大规模应用。近年来，随着电动汽车的大力推行，由此带动了动力电池的爆发式增长。
2、正极材料是锂离子电池的关键组分，决定了锂离子电池的能量密度、循环寿命、安全性等指标。在目前主要的正极材料如三元层状正极材料、licoo2、limn2o4、lifepo4中，三元层状正极材料具有能量密度高的优势。但随着能量密度的提升，材料的活性增加，显著加速了材料循环稳定性的衰减。因此需要改善三元层状正极材料的循环稳定性，以更好满足电动设备的使用需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的三元层状正极材料的循环稳定性差的问题，提供一种高稳定层状正极材料及其制备方法和锂离子电池，该层状正极材料应用在锂离子电池中具有良好的电化学性能，具体表现为循环稳定性得到提高。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种层状正极材料，所述层状正极材料的化学组成为lianixcoymztpo2；其中，0.9≤a≤1.3，0＜x≤1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜p≤0.1，且x+y+z＝1；m选自viib族元素和iiia族元素中的至少一种，t选自镧系金属元素，所述t在层状正极材料的表面富集。
3、优选地，所述层状正极材料中含有t-o的
4、本专利技术第二方面提供一种制备层状正极材料的方法，所述方法包括以下步骤：
5、(1)将金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液进行共沉淀反应，得到前驱体；
6、(2)将所述前驱体与锂源进行第一混合、焙烧，得到中间产物；
7、(3)将所述中间产物与含t化合物的溶液以及碱液进行第二混合、干燥、烧结，得到所述层状正极材料；
8、其中，所述金属盐溶液含有ni、co和m元素中的至少一种，m选自viib族元素和iiia族元素中的至少一种；所述t选自镧系金属元素。
9、本专利技术第三方面提供一种上述第二方面所述的方法制得的层状正极材料。
10、本专利技术第四方面提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述第一方面或第三方面所述的层状正极材料。
11、通过上述技术方案，本专利技术能够获得如下有益效果：
12、本专利技术提供的层状正极材料，区别于现有正极材料在于其具有新颖的组成和结构，其含有镧系金属元素，并且镧系金属元素在层状正极材料的表面富集。优选情况下，层状正极材料中含有t-o的化学结构，将其应用在锂离子电池中能够降低电解液对层状正极材料的副反应，缓解层状正极材料界面岩盐相的形成，提升锂离子电池的电化学性能。
13、本专利技术提供的层状正极材料的电化学性能优异，其具有较好的循环稳定性。当组装成锂离子电池时，在0.5c倍率下循环100圈，放电容量可以达到108.6％。本专利技术提供的新型层状正极材料可用于高稳定型的锂离子电池中。
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1.一种层状正极材料，其特征在于，所述层状正极材料的化学组成为LiaNixCoyMzTpO2；其中，0.9≤a≤1.3，0＜x≤1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜p≤0.1，且x+y+z＝1；M选自VIIB族元素和IIIA族元素中的至少一种，T选自镧系金属元素，所述T在层状正极材料的表面富集。
2.根据权利要求1所述的层状正极材料，其中，所述T选自Ho、Eu、Yb、Gd、Ce、Er和Dy中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的层状正极材料，其中，所述层状正极材料中含有T-O的化学结构；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的层状正极材料，其中，所述层状正极材料是由一次颗粒团聚形成的二次微球，所述二次微球的粒径为1-30μm，优选为1-20μm。
5.一种制备层状正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其中，以Li元素计的锂源与以(Ni+Co+M)计的前驱体的摩尔比为(0.9-1.3):1；
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，步骤(2)中，所述焙烧包括第一焙烧和
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，所述T选自Ho、Eu、Yb、Gd、Ce、Er和Dy中的至少一种；
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述碱液选自氨水、碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液和氢氧化铵溶液中的至少一种；
10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述第二混合的方式包括：先将所述中间产物与含T化合物的溶液混合，得到混合物，再向所述混合物中加入碱液；
11.根据权利要求5-10中任意一项所述的方法，其中，所述步骤(1)中，共沉淀反应体系中络合剂的浓度逐渐增加，络合剂的浓度变化速率逐渐减小；
12.根据权利要求5-11中任意一项所述的方法，其中，共沉淀反应时间记为R小时，在反应结束前的1/12R小时至反应结束，所述共沉淀反应体系固含率的变化范围在3wt％以下；
13.根据权利要求5-12中任意一项所述的方法，其中，所述共沉淀反应的条件包括：温度为20-70℃，优选为45-60℃；pH值为8-14，优选为10-12；反应时间不低于10h，优选为12-96h；搅拌速度为50-1200r/min，优选为600-1200r/min。
14.根据权利要求5-13中任意一项所述的方法，其中，以金属元素计，所述金属盐溶液的浓度为0.01-5mol/L，优选为0.01-4mol/L；
15.权利要求5-14中任意一项所述的方法制得的层状正极材料。
16.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1-4、15中任意一项所述的层状正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种层状正极材料，其特征在于，所述层状正极材料的化学组成为lianixcoymztpo2；其中，0.9≤a≤1.3，0＜x≤1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜p≤0.1，且x+y+z＝1；m选自viib族元素和iiia族元素中的至少一种，t选自镧系金属元素，所述t在层状正极材料的表面富集。
2.根据权利要求1所述的层状正极材料，其中，所述t选自ho、eu、yb、gd、ce、er和dy中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的层状正极材料，其中，所述层状正极材料中含有t-o的化学结构；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的层状正极材料，其中，所述层状正极材料是由一次颗粒团聚形成的二次微球，所述二次微球的粒径为1-30μm，优选为1-20μm。
5.一种制备层状正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其中，以li元素计的锂源与以(ni+co+m)计的前驱体的摩尔比为(0.9-1.3):1；
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，步骤(2)中，所述焙烧包括第一焙烧和第二焙烧；
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，所述t选自ho、eu、yb、gd、ce、er和dy中的至少一种；
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述碱液选自氨...
【专利技术属性】
技术研发人员：张同宝，张宇，汪碧微，朱烨，陈芳，贾银娟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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