(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111621687.7 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司 地址 518106 广东省深圳市光明新区公明 街道西田社区高新 技术工业园第1栋 (72)发明人 贾孝波　郑玉　严武渭　杨顺毅　 黄友元　 (74)专利代理 机构 北京汇思诚业知识产权代理 有限公司 1 1444 专利代理师 钱娴静 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01) H01M 4/36(2006.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01)H01M 10/42(2006.01) (54)发明名称 正极材料及其制备方法、 锂离 子电池 (57)摘要 本申请涉及锂离子电池 领域， 提供正极材料 及其制备方法、 锂离子电池， 正极材料包括： 活性 物质， 活性物质的化学通式为LiaNixCoyMnzO2， 其 中， 1.0≤a＜1.1， 0.80≤x＜1， 0＜y＜0.20， 0＜z ＜0.10， 及包覆层， 包覆层形成于活性物质的至 少部分表面， 包覆层包括Li3N、 LiCl及 Li9N2Cl3中 的至少两种。 本申请提供的正极材料的活性物质 具有高容量， 优异的充放电可逆性， 改善了正极 材料在高温条件 下的循环性能。 并且通过在活性 物质表面形成包覆层， 包覆层能够减少活性物质 与电解液产生气体的反应， 改善循环过程中活性 物质的热稳定性。 权利要求书2页 说明书15页 附图3页 CN 114447334 A 2022.05.06 CN 114447334 A 1.一种正极材 料， 其特征在于， 所述 正极材料包括： 活性物质， 所述活性物质的化学通式为LiaNixCoyMnzO2， 其中， 1.0≤a＜1.1， 0.80≤x＜ 1， 0＜y＜0.20， 0＜z＜0.10， 及 包覆层， 所述包覆层形成于所述活性物质的至少部分表面， 所述包覆层包括Li3N、 LiCl 及Li9N2Cl3中的至少两种。 2.根据权利要求1所述的正极材料， 其特征在于， 其满足以下条件(1)～(4)的至少一 者： (1)所述活性物质的化学通式为LiaNixCoyMnzM1‑x‑y‑zO2， 其中， 1.0≤a＜1.1， 0.80≤x＜ 1， 0＜y＜0.20， 0＜z＜0.10， M 选自Al、 Ti、 Zr、 Mg、 Sr、 Ba、 Nb、 W、 B和Y中的至少一种； (2)所述M在所述活性物质中的质量含量 为0.01wt％～ 2wt％； (3)所述活性物质与所述包覆层的质量比为10 0： (1～3)； (4)所述包覆层的厚度为1nm～ 20nm。 3.根据权利 要求1或2所述的正极材料， 其特征在于， 其满足以下条件(5)～(12)的至少 一者： (5)在所述正极材料的XRD图谱中， 所述正极材料在(003)面的衍射峰的半峰宽值为0.1 ～0.2； (6)在所述正极材料的XRD图谱中， 所述正极材料在(104)面的衍射峰的半峰宽值为0.2 ～0.25； (7)所述正极材料包括二 次颗粒， 所述二次颗粒包括多个一次颗粒， 所述包覆层形成于 所述二次颗粒的表面和/或至少部分一次颗粒的表面； (8)所述二次颗粒包括 一次颗粒， 所述 一次颗粒的 晶粒平均尺寸 为60nm～90nm； (9)所述正极材料的平均粒径为3 μm至20 μm； (10)所述 正极材料的比表面积为0.3m2/g至0.8m2/g； (11)所述正极材料的振实密度为2.3g/ cm3至3.2g/cm3； (12)所述正极材料中掺杂的氮在 所述正极材料中的质量含量为0wt％至0.1wt％， 且不 包括0％。 4.一种正极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 将包含活性物质基 体、 氮化锂及无 水氯化锂的原料混合均匀得到混合物； 将所述混合物在保护气氛 下进行热处理， 得到正极材 料。 5.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 其满足以下条件(1)～(6)的至少一 者： (1)所述活性物质基体、 所述氮化锂及所述无水氯化锂的质 量比为100： (1～3)： (1～ 3)； (2)所述活性物质基 体的平均粒径为3 μm～ 20 μm； (3)所述氮化锂的平均粒径为5nm～5 0nm； (4)所述无 水氯化锂的平均粒径为5nm～10 0nm； (5)所述混合方式包括研磨混合、 球磨混合中的至少一种； (6)所述混合的时间为0.2h～ 2h。 6.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 其满足 以下条件(7)～(11)的至少一权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114447334 A 2者： (7)所述保护气氛为氮气 气氛； (8)所述热处 理的升温速率 为1℃/mi n～5℃/mi n； (9)所述热处 理的温度为6 50℃～900℃； (10)所述热处 理的时间为5 h～10h； (11)在XRD图谱中， 所述活性物质基体(104)衍射峰的半峰宽为A， 所述正极材料的 (104)衍射峰的半峰宽为B， 所述A和B满足B＝A ‑y， 其中y取值 为0～0.025 。 7.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 所述制备方法还包括制备活性物质基 体： 往溶剂中的加入Li源、 Ni源、 Co源以及Mn源， 混合均匀得到混合物； 或， 将含Ni、 Co及Mn 的前驱体与L i源混合均匀得到混合物； 将所述混合物进行干燥、 烧结处 理， 得到活性物质基 体。 8.根据权利 要求7所述的制备方法， 其特征在于， 其满足以下条件(12)～(18)中的至少 一者； (12)所述Li源包括碳酸锂、 氢氧化锂、 乙酸锂、 硫酸锂、 氯化锂、 硝酸锂及草酸锂中的至 少一种； (13)所述Ni源包括碳酸镍、 氢氧化镍、 乙酸镍、 硫酸镍、 氯化镍、 硝酸镍及草酸镍中的至 少一种； (14)所述Co源包括碳酸钴、 氢氧化钴、 乙酸钴、 硫酸钴、 氯化钴、 硝酸钴及草酸钴中的至 少一种； (15)所述Mn源 包括硫酸锰、 硝酸锰及醋酸锰中的至少一种； (16)所述Li源、 所述Ni源、 Co源及Mn源的摩尔比为(1～1.2)： (0.8～1)： (0～0.2)： (0～ 0.1)； (17)所述前驱体包括Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2、 Ni0.83Co0.11Mn0.06(OH)2、 Ni0.87Co0.1Mn0..03 (OH)2、 Ni0.92Co0.06Mn0.02(OH)2、 Ni0.96Co0.035Mn0.005(OH)2、 Ni0.99Co0.01(OH)2中的至少一种； (18)所述前驱体与所述 Li源的摩尔比为1： (1～1.2)。 9.根据权利 要求7所述的制备方法， 其特征在于， 其满足以下条件(19)～(22)的至少一 者： (19)所述烧结处 理的升温速率 为1℃/mi n～5℃/mi n； (20)所述烧结处 理的温度为6 50℃～900℃； (21)所述烧结处 理的时间为5 h～10h； (22)所述烧结处 理的气氛为含氧气氛。 10.一种锂离子电池， 其特征在于， 包括如权利要求1至3任一项所述正极材料或如权利 要求4至9任一项所述 正极材料的制备 方法制备的正极材 料。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114447334 A 3