一种锂离子电池正极材料、正极极片及锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池正极材料、正极极片及锂电池。

背景技术：

1、锂过渡金属氧化物由于价格低廉，且具有较高的比容量，是一种很有前景的锂电池正极活性材料。但许多锂电池正极活性材料(例如锰酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸锰铁锂、磷酸铁锂或和磷酸锂等)存在金属溶出的问题，这将导致金属在负极沉积，从而引起固态电解介质界面膜(solid electrolyte interface，sei)的破坏或增厚。进而影响电池性能，例如导致电池的循环性能、存储性能和产气性能变差，而这个现象在高温下更为显著。

技术实现思路

1、本发明提出了一种锂离子电池正极材料、正极极片及锂离子电池，能有效改善金属溶出的问题，从而提高电池的存储性能和循环性能，并改善电池的体积膨胀。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过如下的技术方案实现的：

3、本发明提出一种锂离子电池正极材料，至少包括以下组分：

4、第一正极活性材料，所述第一正极活性材料包括镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基材料、钴酸锂或镍锰酸锂中的任意一种或多种；

5、第二正极活性材料，所述第二正极活性材料的化学通式为lixm1-ynyo4-z，其中0.05≤x≤6，0≤y≤1，0≤z≤2，元素m包括fe、ni或co中的任意一种或多种，元素n包括al、mn、ti、si或cu中的任意一种或多种。

6、在本发明一实施例中，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料的质量比为90：10～99：1。

7、在本发明一实施例中，所述第一正极活性材料的中值粒径d50与所述第二正极活性材料的中值粒径d50之比为1.25-12.5。

8、在本发明一实施例中，所述第二正极活性材料的中值粒径d50为1μm-10μm，所述第一正极活性材料的中值粒径d50为0.8μm-9.2μm。

9、在本发明一实施例中，所述第一正极活性材料的表面包覆碳层，所述碳的包覆量为所述第一正极活性材料质量的1％-3％。

10、在本发明一实施例中，所述镍钴锰三元材料的化学通式为linixcoymn1-x-yo2，其中，0.9≤x≤1，0≤y≤0.06。

11、在本发明一实施例中，所述磷酸锰铁锂的化学通式为limnxfe1-xpo4，其中，0.5≤x≤1。

12、在本发明一实施例中，所述富锂锰基材料的化学通式为li1+xmnanibo2-c，其中，0＜x≤0.3，0.5＜a≤1，0≤b＜0.5，x+a+b+c＝1。

13、本发明还提出一种正极极片，包括上述的锂离子电池正极材料。

14、本发明还提出一种锂离子电池，包括上述的正极极片。

15、在本发明一实施例中，所述锂离子电池中的金属mn溶出量≤500ppm。

16、综上所述，本发明提出了一种锂离子电池正极材料、正极极片及锂离子电池，能有效提高颗粒的分布均匀性，使得正极极片的压实密度达到2.44-3.68g/cm3，从而提高极片的加工质量。能有效改善电池的金属溶出等现象，从而有效提高电池的循环性能和存储性能，以及改善电池的体积膨胀。使得制备的锂电池的45℃循环500圈后的容量保持率大于81％，60℃存储容量保持率大于84％，60℃存储体积增长率小于8％，且锂离子电池中的金属mn溶出量≤500ppm。

技术特征：

1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，至少包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料的质量比为90：10～99：1。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述第一正极活性材料的中值粒径d50与所述第二正极活性材料的中值粒径d50之比为1.25-12.5。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述第一正极活性材料的中值粒径d50为0.8μm-9.2μm，所述第二正极活性材料的中值粒径d50为1μm-10μm。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述第一正极活性材料的表面包覆碳层，所述碳的包覆量为所述第一正极活性材料质量的1％-3％。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述镍钴锰三元材料的化学通式为linixcoymn1-x-yo2，其中，0.9≤x≤1，0≤y≤0.06。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂的化学通式为limnxfe1-xpo4，其中，0.5≤x≤1。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述富锂锰基材料的化学通式为li1+xmnanibo2-c，其中，0＜x≤0.3，0.5＜a≤1，0≤b＜0.5，x+a+b+c＝1。

9.一种正极极片，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的锂离子电池正极材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的正极极片。

11.根据权利要求10所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池中的金属mn溶出量≤500ppm。

技术总结本发明提出了一种锂离子电池正极材料、正极极片及锂离子电池，所述锂电池正极材料至少包括：第一正极活性材料，所述第一正极活性材料包括镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基材料、钴酸锂或镍锰酸锂中的任意一种或多种；第二正极活性材料，所述第二正极活性材料的化学通式为Li<subgt;x</subgt;M<subgt;1‑y</subgt;N<subgt;y</subgt;O<subgt;4‑z</subgt;，其中0.05≤x≤6，0≤y≤1，0≤z≤2，元素M包括Fe、Ni或Co中的任意一种或多种，元素N包括Al、Mn、Ti、Si或Cu中的任意一种或多种。本发明提供了一种锂离子电池正极材料、正极极片及锂离子电池，能有效改善金属溶出并提高电池的性能。技术研发人员：吴冠宏,王文旭,朱建平,莫方杰,王云辉,刘胡昀,杨文龙,孙化雨受保护的技术使用者：远景动力技术（江苏）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14