【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及正极材料，尤其涉及正极材料及其制备方法、电池。
技术介绍
1、高能量密度、高工作电压、长循环和高安全性是锂离子电池广泛、大规模应用的迫切要求。正极材料对锂离子电池组的性能有直接和主导的影响，其性能的优劣将直接影响着锂离子电池的整体性能。高镍三元正极材料limo2(其中m通常是ni、co、mn或al，其中ni的摩尔分数在0.6以上)因其高比容量、高堆积密度和低成本而成为最可行的选择之一。然而，随着多晶含镍量的增加，其放电容量呈比例增大，但伴随存在容量衰减较快、结构不稳定、热性能恶化及残碱偏高等一系列缺陷，限制了其商业化应用，主要原因是在电化学循环过程中发生了一系列有害的过程，包括本体和表面的相变等的副反应。通过采用包覆来改善晶体结构的相变，但是现有的包覆层电子导电和离子导电性较差，会阻碍锂在脱嵌过程中的扩散，降低正极材料的倍率性能及能量密度，进一步降低锂电池的倍率性能。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供正极材料及其制备方法、电池，能够减少正极材料与电解液的副反应，还能够增加正极材料的导电率，提高正极材料的倍率性能。
2、第一方面，本申请提供一种正极材料，正极材料包括：
3、基体材料，所述基体材料包括锂过渡金属复合氧化物；
4、位于所述基体材料至少部分表面的包覆层，所述包覆层包括框架材料及复合金属氧化物；
5、所述框架材料包括透明导电氧化物，所述框架材料包括透明导电氧化物，至少部分的所述复合金属氧化物嵌入所述框架材料内
6、在一些实施方式中，所述复合金属氧化物由层状双金属氢氧化物热分解得到。
7、在一些实施方式中，所述复合金属氧化物的化学通式为abo2，a金属元素选自mg、ca、ba、mn、ni、co、cu、zn和cd中的至少一种；b金属元素选自al、gr、ga、sc、v、cr、y和bi中的至少一种。
8、在一些实施方式中，所述复合金属氧化物的平均粒径为2nm～20nm。
9、在一些实施方式中，以所述包覆层的质量为100wt％计，所述透明导电氧化物的质量含量为0.2wt％～25wt％。
10、在一些实施方式中，所述透明导电氧化物包括氧化铟锡、氧化锡锑、铝掺杂氧化锌、氟掺杂氧化锡和镓掺杂氧化锌中的至少一种。
11、在一些实施方式中，所述透明导电氧化物包括氧化铟锡，所述氧化铟锡中的锡的质量含量为1％～30％。
12、在一些实施方式中，所述基体材料的化学通式为lianixcoymzo2，其中，0.95≤a≤1.1，0.8≤x＜1，0＜y≤0.12，0＜z≤0.08，x+y+z＝1，m元素包括al、mn、ba、ca、mg、sr、zr、ti、la、w、nb、y、gd及ta中的至少一种。
13、在一些实施方式中，所述基体材料的平均粒径为2μm～20μm。
14、在一些实施方式中，所述包覆层的厚度为5nm～100nm。
15、在一些实施方式中，以所述基体材料的质量为100％计，所述包覆层的质量含量为0.2％～20％。
16、在一些实施方式中，所述正极材料的中值粒径d50为2μm～20μm。
17、在一些实施方式中，所述正极材料的比表面积为0.2m2/g～2m2/g。
18、在一些实施方式中，所述正极材料的压实密度为1.5g/cm3～3.5g/cm3。
19、在一些实施方式中，所述正极材料的粉末电导率为10s/cm～40s/cm。
20、在一些实施方式中，所述正极材料中的自由锂含量为500ppm～5000ppm。
21、第二方面，本申请提供一种正极材料的制备方法，包括如下制备步骤：
22、配制透明导电金属氧化物的前驱体溶液，并加入纳米级的聚苯乙烯球，得到混合溶液；
23、将所述混合溶液包覆至基体材料的表面，热处理去除聚苯乙烯球，得到表面包覆框架材料的活性物质，所述框架材料包括透明导电氧化物且具有网孔结构；
24、将含双金属阳离子的第一分散液、含阴离子的第二分散液同时滴入含活性物质的第三分散液中直至溶液呈碱性，共沉淀反应后进行固液分离得到固态产物，并进行烧结，得到正极材料。
25、在一些实施方式中，在所述混合溶液中，所述聚苯乙烯球的浓度为0.01mg/ml～10mg/ml。
26、在一些实施方式中，所述前驱体溶液包括sn、in和zn中的至少一种的盐。
27、在一些实施方式中，所述前驱体溶液还包括掺杂元素的盐，所述掺杂元素包括sb、ga、al、f中的至少一种。
28、在一些实施方式中，所述前驱体溶液预热后加入溶剂稀释后再加入纳米级的聚苯乙烯球，预热温度为80℃～160℃。
29、在一些实施方式中，所述聚苯乙烯球的粒径为20nm～100nm。
30、在一些实施方式中，所述基体材料的化学通式为linixcoymzo2，其中，0.8≤x＜1，0＜y≤0.12，0＜z≤0.08，x+y+z＝1，m元素包括al、mn、ba、ca、mg、sr、zr、ti、la、w、nb、y、gd及ta中的至少一种。
31、在一些实施方式中，所述基体材料的中值粒径为2μm～20μm。
32、在一些实施方式中，所述框架材料的网孔的平均孔径为20nm～100nm。
33、在一些实施方式中，所述将所述混合溶液包覆至基体材料的表面在搅拌状态下进行，搅拌速率为30r/min～200r/min，所述混合溶液的喷洒时间为20min～100min。
34、在一些实施方式中，所述热处理的温度为400℃～600℃。
35、在一些实施方式中，所述热处理的时间为60min～500min。
36、在一些实施方式中，所述第一分散液中的金属阳离子包括a金属阳离子及b金属阳离子，其中，a金属阳离子选自mg2+、ca2+、ba2+、mn2+、ni2+、co2+、cu2+、zn2+和cd2+金属离子中的至少一种；所述b金属元素选自al3+、gr3+、ga3+、sc3+、cr3+、y3+和bi3+金属离子中的至少一种。
37、在一些实施方式中，所述第一分散液中的金属阳离子包括a金属阳离子及b金属阳离子，所述a金属阳离子与所述b金属阳离子的摩尔比为1：(0.01～1)。
38、在一些实施方式中，所述第二分散液中的阴离子包括oh-、co32-、no3-、cl-、oh-、so42-和po43-中的至少一种。
39、在一些实施方式中，所述第三分散液包括活性物质及水，所述活性物质与所述水的质量比为1：(1～10)。
40、在一些实施方式中，所述将含双金属阳离子的第一分散液、含阴离子的第二分散液同时滴入含活性物质的第三分散液中在搅拌状态下进行，搅拌速率为30r/min～200r/min。
41、在一些实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括：
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述复合金属氧化物由层状双金属氢氧化物热分解得到。
3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征中的至少一种：
4.根据权利要求1～3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述基体材料的化学通式为LiaNixCoyMzO2，其中，0.95≤a≤1.1，0.8≤x＜1，0＜y≤0.12，0＜z≤0.08，x+y+z＝1，M元素包括Al、Mn、Ba、Ca、Mg、Sr、Zr、Ti、La、W、Nb、Y、Gd及Ta中的至少一种。
5.根据权利要求1～3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征中的至少一种：
6.根据权利要求1～3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征中的至少一种：
7.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下特征中的至少一种：
9.根据权利要求7所述
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1～6所述的正极材料或权利要求7～9的制备方法制备的正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括：
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述复合金属氧化物由层状双金属氢氧化物热分解得到。
3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征中的至少一种：
4.根据权利要求1～3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述基体材料的化学通式为lianixcoymzo2，其中，0.95≤a≤1.1，0.8≤x＜1，0＜y≤0.12，0＜z≤0.08，x+y+z＝1，m元素包括al、mn、ba、ca、mg、sr、zr、ti、la、w、nb、y、gd及ta中的至少一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：谢倩男，任付金，李昱慧，杨顺毅，
申请(专利权)人：常州市贝特瑞新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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