[发明专利]镍钴过渡金属氧化物锂离子电池用正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用正极材料的制备方法，其特征在于，该正极材料是一种纳米尖晶石相包覆的三元材料，具有核壳结构，其中，

核体是：镍钴锰酸锂Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂，0.6≤x≤0.9，0.02≤y≤0.25；或者镍钴铝酸锂Li(Ni_xCo_yAl_1-x-y)O₂，0.6≤x≤0.92，0.02≤y≤0.25；

壳体是：5~40纳米厚度尖晶石相的过渡金属氧化物材料；

该制备方法依次包含以下制备步骤：

步骤（1），将可溶性镍盐，钴盐和铝盐或锰盐以摩尔比Ni²⁺：Co²⁺：Al³⁺或Mn²⁺=（0.6~0.92）:（0.02~0.25）:（0.01~0.38）的比例溶于蒸馏水，搅拌溶解后注入酸性螯合剂，所述螯合剂的纯度为工业纯，酸浓度为1.5 mol/L ~4.5 mol/L；溶液连续注入氮气，其纯度不低于99%；在搅拌釜内形成保护氛围的同时，加入1M~6M的氢氧化钠溶液，通过共沉淀化学反应制备三元材料前驱体；将前驱体材料进行过滤、冲洗去除可溶性盐，然后在90℃~150℃条件下真空烘干6h~15h；上述制备过程中溶液pH值为10~12、物料流速为0.5 m/s ~2.5 m/s、搅拌速率为300 rpm~1000 rpm以及温度为30℃~80℃；然后与LiOH·H₂O过量1%~8%混合后，在氧气气氛中进行高温煅烧获得镍钴铝酸锂或者镍钴锰酸锂材料，高温煅烧采用两步法，第一步为350℃~650℃，煅烧1h -6h；第二步为800℃~1000℃，煅烧10 h ~15h；

步骤（2），包括：通过调控氧气气氛中进行高温煅烧工艺条件生成壳体，在步骤（1）的两步煅烧结束后，快速降温至300℃~700℃，维持3 min ~10 min，使用脉冲低温模式使材料表面发生相转变，形成尖晶石壳体包覆层；

或采用对镍钴铝酸锂或镍钴锰酸锂进行表面相转变催化剂催化合成技术，在步骤（1）的两步煅烧后，混合锰基催化剂，维持200℃~500℃催化相转变反应，使镍钴铝酸锂或者镍钴锰酸锂颗粒表面生长5~40纳米厚度的尖晶石相过渡金属氧化物；

或采用对镍钴铝酸锂或镍钴锰酸锂进行表面相转变电化学合成技术，在步骤（1）的两步煅烧后，维持4.0~4.5 V电化学反应致使其表面发生相转变，使镍钴铝酸锂或者镍钴锰酸锂颗粒表面生长5~40纳米厚度的尖晶石相过渡金属氧化物。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用正极材料的制备方法，其特征在于，所述螯合剂包括柠檬酸或者乙二胺四甲叉膦酸。