[发明专利]一种高倍率三元正极材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种高倍率三元正极材料的制备方法，其特征为，包括如下步骤：

(1)按摩尔比Ni:Co:Mn＝x:1-x-y:y，配制镍、钴、锰盐混合溶液；配制氨水溶液和沉淀剂溶液，通惰性气体除氧；

(2)向反应釜内加氨水溶液和去离子水混合均匀，使得反应釜内初始氨水浓度为C₀mol/L，在机械搅拌下，向反应釜内加镍、钴、锰盐混合溶液和沉淀剂溶液，控制pH值为10-12.5，反应温度为40-60℃，控制反应釜内氨水浓度为Cmol/L，在惰性气体保护下进行共沉淀反应，经分离、洗涤、干燥得到前驱体材料Ni_xCo_1-x-yMn_y(OH)₂，其中，0.3＜x＜1，0＜y＜0.7，x+y＜1；

(3)将前驱体材料与锂盐混合均匀，在有氧气氛中，以3-8℃/min的速率升温至450-550℃，预烧4-6h，然后以3-8℃/min的速率升温至700-1000℃，保温10-20h，得到正极材料LiNi_xCo_1-x-yMn_yO₂；

在步骤(2)中，反应釜内，初始氨水浓度C₀mol/L与镍、钴、锰盐混合溶液中镍元素的摩尔比x呈线性正相关，满足函数C₀＝f(x)±0.1，反应釜内氨水浓度C与反应时间t满足函数C＝C₀+f(t)，且呈非线性负相关。

2.根据权利要求1所述的高倍率三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，镍、钴、锰盐混合溶液的浓度为1-4mol/L，沉淀剂溶液的浓度为4-10mol/L。

3.根据权利要求1所述的高倍率三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，镍、钴、锰盐为镍钴锰的硝酸盐、硫酸盐、氯化盐、醋酸盐中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高倍率三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，沉淀剂溶液为氢氧化钾或氢氧化钠水溶液中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高倍率三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，反应釜内，初始氨水浓度C₀mol/L满足0.2＜C₀＜1.5。

6.根据权利要求1所述的高倍率三元正极材料的制备方法，其特征在于：函数C＝C₀+f(t)是分段函数，且每一段函数都用一个多项式函数来表示，即C＝C₀+a₁*t+a₂*t^²+…+a_n*t^ⁿ+…，且0＜C₀-C＜0.2。

7.根据权利要求1所述的高倍率三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，有氧气氛为空气和氧气中的一种或两种。

8.根据权利要求1所述方法得到的高倍率三元正极材料作为锂电池正极材料的应用。