[发明专利]一种掺杂包覆改性锂离子电池层状富镍正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂包覆改性锂离子电池层状富镍正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取镍盐、钴盐、锰盐、铝盐和M金属盐分别溶解于去离子水中，分别配制成浓度均为0.05-2mol/L的盐溶液；所述镍盐、钴盐、锰盐、铝盐和M金属盐是按照高镍层状正极材料前驱体化学式Ni_1-a-b-c-dCo_aMn_bAl_cM_d(OH)₂中Ni、Co、Mn、Al和M元素的摩尔比称取，其中a、b、c、d、x为摩尔数，0<a≤0.3，0<b≤0.2，0<c≤0.05，0<d≤0.05且0<a+b+c+d≤0.5，M为金属离子Zn、Mg、Ti、Zr和V中的一种或多种；

2)将碱性溶液和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液；其中，碱性溶液浓度为0.2-2mol/L，氨水的摩尔浓度为0.1-1mol/L；

3)将步骤2)所得混合碱溶液加入到反应釜中，混合碱溶液的体积占反应釜容积的％-80％，并且控制反应釜中液体的pH值在8-12之间、温度在40-80℃之间；

4)将步骤1)配制好的镍盐、钴盐、锰盐、铝盐和M金属盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中控制反应釜中液体的pH值在8-12之间、温度在40-80℃之间；

5)待镍盐、钴盐、锰盐、铝盐和M金属盐完全加入，静置陈化8-24小时后，然后将沉淀过滤、洗涤、烘干；

6)将步骤5)获得的前驱体Ni_1-a-b-c-dCo_aMn_bAl_cM_d(OH)₂与锂源进行混合均匀，锂源、前驱体金属离子的摩尔比为Li：(Ni+Co+Mn+Al+M)＝(1-1.1):1；然后将物料放入管式炉中，在氧气氛围下于300-600℃加热处理3-10小时，然后在700-1000℃烧结10-25小时，自然冷却至室温，即得M金属离子掺杂的锂离子电池层状富镍正极材料LiNi_1-a-b-c-dCo_aMn_bAl_cM_dO₂；

7)将掺杂后的LiNi_1-a-b-c-dCo_aMn_bAl_cM_dO₂正极材料加入到分散剂溶液中，超声处理0.5-1小时；

8)然后称取M金属盐加入去离子水中配成M金属盐溶液，M金属盐溶液浓度为0.1-3mol/L；

将配置好的M金属盐溶液滴加到步骤7)的溶液中,在80-100℃下蒸干溶剂，在100-120℃下干燥8-20小时，然后破碎，再在300℃-600℃的空气气氛下烧结1-8小时，即得到掺杂包覆改性锂离子电池层状富镍正极材料MO_x·LiNi_1-a-b-c-dCo_aMn_bAl_cM_dO₂。

2.根据权利要求1所述的掺杂包覆改性锂离子电池层状富镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、草酸镍和醋酸镍中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的掺杂包覆改性锂离子电池层状富镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、草酸钴和醋酸钴中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的掺杂包覆改性锂离子电池层状富镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰和醋酸锰中的一种或多种；铝盐为硫酸铝、硝酸铝和氯化铝中的一种或多种；M金属盐为锌盐、镁盐、钛盐、锆盐或钒盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的掺杂包覆改性锂离子电池层状富镍正极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或两种；当碱性溶液为氢氧化钠溶液时，氢氧化钠与氨水的摩尔比为2：1。