[发明专利]一种改性三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性三元正极材料，其特征在于：分子式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中0.2＜x＜0.8，0.1＜y＜0.5，且x+y<1，所用前驱体包括核心部分和包覆于核心的外层壳部分，所述核心部分的分子式为Ni_mCo_nMn_1-m-n(OH)₂，其中，0.5＜m＜1，0.05＜n＜0.5，且m+n<1；所述外层壳部分的分子式为Ni_kCo_lMn_1-k-l(OH)₂，其中，0.2＜k＜0.8，0.1＜l＜0.5，且k+l<1；所述正极材料包覆有M，M为Al、Ti、Mg、Zn、Zr中的一种以上。

2.根据权利要求1所述的改性三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将可溶性镍盐、钴盐、锰盐按照Ni:Co:Mn:＝m:n:(1-m-n)的摩尔比配成混合溶液A，混合溶液A的总浓度为0.1-4mol/L；将可溶性镍盐、钴盐、锰盐按照Ni:Co:Mn:＝k:l:(1-k-l)的摩尔比配成混合溶液B，混合溶液B的总浓度为0.1-4mol/L；配制浓度为1-10mol/L的NaOH溶液C；配制浓度为2-12mol/L的氨水溶液D；通过计量泵向反应釜中以一定的流量同时加入A、B、C、D四种溶液，充分搅拌，控制反应釜内溶液温度保持在40-70℃，随时调节溶液C的流速，以保持反应釜中溶液的pH值在10-12之间；在向反应釜中加入A、B这两种溶液时，要注意调节这两种溶液的流速，使制备的前驱体呈现浓度梯度分布；反应结束后将得到的沉淀通过离心过滤分离后用去离子水洗涤至中性，在80-200℃下烘干4-12h得到所述改性三元材料所用的前驱体；

(2)将锂源和步骤(1)得到的前驱体按照摩尔比Li：(Ni+Co+Mn)等于1.0-1.2进行混合，将混合均匀的物料在高温炉中煅烧，煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为8h～20h，然后冷却、破碎、粉碎、除铁、筛分，得到LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂材料；

(3)将步骤(2)所得材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂进行干法或湿法包覆，干法包覆过程为：将LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂粉末与含M的化合物通过融合机混合均匀后在400-700℃煅烧5-10h，得到包覆M的LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂材料；湿法包覆是在水体系或有机体系下将配制好的含M的化合物溶液加入到步骤(2)所得LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂制备的浆料中，搅拌0.5-4h，真空干燥，然后在400-700℃煅烧5-10h，得到包覆M的LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述镍盐、钴盐和锰盐是硫酸盐、乙酸盐、硝酸盐、氯化盐中的一种以上。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述锂源是碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂中的一种以上。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述含M的化合物是氧化铝、异丙醇铝、羟基氧化铝、硝酸铝、异丙醇钛、氧化钛、氧化锌、氧化镁、氧化锆中的一种以上。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述M的包覆量为0.03-3wt％。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所 述浆料的固含量为10-50％，搅拌速度100-1000r/min。