[发明专利]一种快离子导体包覆改性高镍正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种快离子导体包覆改性高镍正极材料，其特征在于，所述快离子导体包覆改性高镍正极材料，包括：

基材，所述基材为式I所示的化合物：

LiNi1-x-yCoxMnyMzO2；

式I中，0＜x≤0.20，0＜y≤0.20，0＜z≤0.1；所述M为Al、Mg、Ti、Zr、Mn、Ni、Sn、Co、Zn、W、Mo、Ru、Ca、Sr、Ba、B、Y、V、Nb元素中的任意一种或多种；

所述基材的表面包覆有包覆层；

所述包覆层中的包覆元素选自包括Al、Zr、Sn、Nb、Ti、V、P元素中的任意一种或多种的盐或氧化物。

2.如权利要求1所述的一种快离子导体包覆改性高镍正极材料，其特征在于，所述包覆时采用的包覆剂为纳米级粉体，所述包覆层中化合物的摩尔数与基材中镍钴锰酸锂化合物的摩尔数之比为n，0＜n≤0.1；所述包覆层中的金属元素总重占所述正极材料总重的0.05～5％。

3.一种快离子导体包覆改性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将镍盐、钴盐与锰盐溶于去离子水中，得到盐溶液；将沉淀剂与去离子水混合，得到沉淀剂溶液；将络合剂与去离子水混合，得到络合剂溶液；将所述盐溶液、沉淀剂溶液与络合剂溶液并流通入反应釜中混合，进行共沉淀反应，溢流至陈化-洗涤反应釜中，进行陈化、洗涤，离心甩干，烘干过筛，得到镍钴锰氢氧化物前驱体；所述镍盐中镍离子、钴盐中钴离子及锰盐中锰离子的摩尔比为(1-x-y)∶x∶y，0＜x≤0.20，0＜y≤0.20；

(2)将步骤(1)所述镍钴锰氢氧化物前驱体、氢氧化锂与含M化合物机械混合，于氧气气氛中中烧结，然后在氧气气氛下冷却至室温，后经对辊、粉碎、过筛后，得到基材；所述M为Al、Mg、Ti、Zr、Mn、Ni、Sn、Co、Zn、W、Mo、Ru、Ca、Sr、Ba、B、Y、V、Nb元素中的任意一种或多种，所述镍盐中镍离子、钴盐中钴离子、锰盐中锰离子与所述M的摩尔比为(1-x-y)∶x∶y∶z，0＜x≤0.20，0＜y≤0.20，0＜z≤0.1；

(3)将步骤(2)所述基材投入去离子水中混合，连续搅拌进行水洗，离心、烘干、过筛后得到水洗烘干产物；

(4)将步骤(3)所述烘干产物与包覆剂混合均匀后进行包覆，包覆后进行二次烧结，在空气气氛下冷却至室温，过筛，得到快离子导体包覆改性高镍正极材料；所述包覆剂选自包括Al、Zr、Sn、Nb、Ti、V、P元素中的任意一种或多种的盐或氧化物；所述包覆剂的质量为基材质量的A％，0.01＜A≤5。

4.如权利要求3所述的一种快离子导体包覆改性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述盐溶液中金属离子的浓度为1.0～2.5mol/L；所述沉淀剂溶液的浓度为5～15mol/L；所述络合剂溶液的浓度为0.1～10mol/L。

5.如权利要求3所述的一种快离子导体包覆改性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述共沉淀反应时反应温度为40～80℃；所述共沉淀反应时控制反应体系的pH值为10～13；所述共沉淀反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度为100～400rpm。

6.如权利要求3所述的一种快离子导体包覆改性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述陈化在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度为200～400rpm；所述陈化时间为1～10h；所述洗涤用浓度为5～20mol/L的氢氧化钠溶液进行；所述洗涤时间为20～60min；所述洗涤后再用去离子水洗至滤液pH为7～10时停止，后离心甩干；所述烘干温度为50～150℃；所述烘干时间为8～16h；所述烘干时控制水含量≤1％。