[发明专利]一种高容量锂二次电池用正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量锂二次电池用正极材料的制备方法，其特征是：其为通式Li_aNi_xCo_yMn_zM_bO₂表示的具有六面结构的含锂-镍-钴-锰-M-氧的复合氧化物；

其中，0.98≤a≤1.08、0.50＜x≤0.80，0.10≤y≤0.20，0.10≤z＜0.30，0＜b≤0.05，其D₅₀为9.0～13.0μm；按质量百分比计，残余LiOH≤0.30，Li₂CO₃≤0.60，在使用Cu-Ka射线的X射线衍射中，(110)晶面衍射峰的半峰宽是0.14～0.25°；所述M为B、W、Al和F的混合物；

步骤如下：

（1）混合：将D₅₀为3.0～7.0μm和D₅₀为12.0～16.0μm的镍钴锰氢氧化物前驱体按照质量比为1:9～9:1准确称量加入高速混合机，同时按锂金属比Li/Me为0.98≤a≤1.08精确称量锂源，将添加剂按照0＜b≤0.05的量加入该高速混合机，按照设定的时间混合均匀；其中，Al：F的摩尔比为1:3，Al：B：W比例不限；

（2）烧制：按照步骤（1）制备混合粉末按照2～6kg准确装入坩埚并进入2m/区的25～50m辊道窑中；窑炉预先设定好烧成温度进行烧制；

烧制过程如下：首先以2~3℃/min速率升温至120℃，在120℃时保温1~3h，之后继续以2~3℃/min速率升温，升至500℃时保温2~4h，再之后以2~3℃/min速率升温升至物料反应温度，保温8~12h；之后以2~3℃/min速率降温至40~70℃；

在物料进入炉前开启打气装置，升温区使用的是空气，控制每区打气量为10.0～50.0m³/h；恒温区使用的是氧气和空气的混合气，控制每区打气量为10.0～30.0m³/h，降温区使用的是氧气，控制每区打气量为30.0～60.0m³/h，排气量3000～7000 m³/h；

（3）后处理：出炉后，经过粗粉碎，细粉碎，过筛，除铁，包装得到高容量锂二次电池用正极材料。

2.如权利要求1所述高容量锂二次电池用正极材料的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述镍钴锰氢氧化物前驱体中镍源为硫酸镍，钴源为硫酸钴，锰源为硫酸锰。

3.如权利要求1所述高容量锂二次电池用正极材料的制备方法，其特征是：步骤（1）所述添加剂为AlF₃，Na₂B₄O₇·10H₂O和W₂O₃。

4.如权利要求1所述高容量锂二次电池用正极材料的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述锂源为碳酸锂。

5.如权利要求1所述高容量锂二次电池用正极材料的制备方法，其特征是：所述坩埚包含平口的单层坩埚和有凹槽的双层坩埚；窑炉可为单层或独立的双层，可同时进2～6列，每层可进单层坩埚或双层坩埚。