[发明专利]一种钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：所述钴酸锂的质量百分含量为1～10wt%，钴酸锂形成厚度5～30nm的包覆层包覆在镍钴铝酸锂上；所述正极材料为粒径5～15μm的球形颗粒；所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将水溶性表面活性剂溶于水中，加热，进行超声搅拌反应，得表面活性溶液；所述水溶性表面活性剂与水的质量比为3～10:100；所述水溶性表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或几种；

（2）将氢氧化镍钴铝、可溶性钴盐和可溶性锂盐同时加入步骤（1）所得表面活性溶液中，加热，进行超声搅拌反应，得悬浊液；

（3）将步骤（2）所得悬浊液在超声搅拌下进行喷雾干燥，得钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料的前驱体粉体；

（4）将步骤（3）所得钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料的前驱体粉体置于管式炉中，在氧化性气氛下，进行两段烧结，得钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料；所述两段烧结是指：先以3～5℃/min的速率升温至400～500℃，烧结3～8h，再以3～5℃/min的速率升温至700～800℃，烧结10～18h。

2.根据权利要求1所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：步骤（1）、（2）中，所述加热的温度为30～70℃；所述超声搅拌反应的频率为20～40kHz，搅拌的速度为400～1200r/min，反应的时间为0.8～10h。

3.根据权利要求1或2所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氢氧化镍钴铝与可溶性钴盐的质量比为100:1～20；所述可溶性锂盐的加入量使得可溶性锂盐中锂的摩尔数=可溶性钴盐中钴的摩尔数+（1.01～1.10）*氢氧化镍钴铝的摩尔数；所述氢氧化镍钴铝、可溶性钴盐和可溶性锂盐的总质量为步骤（1）所得表面活性溶液的5～25%。

4.根据权利要求1或2所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述氢氧化镍钴铝的粒径为5～15μm；所述可溶性钴盐为硫酸钴、乙酸钴、氯化钴或硝酸钴，及所述钴盐的水合物中的一种或几种；所述可溶性锂盐为草酸锂、氢氧化锂、乙酸锂、碳酸锂、磷酸锂、氯化锂或硝酸锂，及所述锂盐的水合物中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：步骤（2）中，所述氢氧化镍钴铝的粒径为5～15μm；所述可溶性钴盐为硫酸钴、乙酸钴、氯化钴或硝酸钴，及所述钴盐的水合物中的一种或几种；所述可溶性锂盐为草酸锂、氢氧化锂、乙酸锂、碳酸锂、磷酸锂、氯化锂或硝酸锂，及所述锂盐的水合物中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：步骤（3）中，所述超声搅拌的频率为20～40kHz，搅拌的速度为400～1200r/min；所述喷雾干燥的进料速度为400～1200 mL/h，进风温度为180～300℃，出风温度为80～150℃。

7.根据权利要求3所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：步骤（3）中，所述超声搅拌的频率为20～40kHz，搅拌的速度为400～1200r/min；所述喷雾干燥的进料速度为400～1200 mL/h，进风温度为180～300℃，出风温度为80～150℃。

8.根据权利要求4所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：步骤（3）中，所述超声搅拌的频率为20～40kHz，搅拌的速度为400～1200r/min；所述喷雾干燥的进料速度为400～1200 mL/h，进风温度为180～300℃，出风温度为80～150℃。

9.根据权利要求1或2所述钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：步骤（4）中，所述氧化性气氛是指臭氧气氛、空气气氛或纯度≥99.9%的氧气气氛。