[发明专利]一种高电化学活性三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备含有掺杂元素M的中位粒径为8～30μm的大颗粒团聚体三元材料A和含有掺杂元素M的中位粒径为1～8μm的小颗粒团聚体三元材料B；

(2)将步骤(1)所述大颗粒团聚体三元材料A和小颗粒团聚体三元材料B置于搅拌混料罐中，采用湿法包覆的方法在材料表面包覆一层包覆物，得到高电化学活性三元正极材料；

所述M为Al、Zr、Mg、Ti、Sn、Zn、Er、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一种或多种；

所述包覆物包含G元素，所述G为Al、Zr、Mg、Si、Ti、Sn、Zn、Zr、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一种或多种。

2.一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将锂源、过渡金属氧化物前驱体或过渡金属氢氧化物前驱体和掺杂元素M的来源化合物混合，然后在空气或氧气气氛中焙烧，再将焙烧后的物料粉碎为中位粒径为8～30μm的大颗粒团聚体三元材料A和中位粒径为1～8μm的小颗粒团聚体三元材料B；所述过渡金属氧化物前驱体的通式为(Ni_(1-x-y)Co_xMn_y)₃O₄，其中0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＜1；所述过渡金属氢氧化物前驱体的通式为Ni_(1-x-y)Co_xMn_y(OH)₂，其中0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＜1；所述M为Al、Zr、Mg、Ti、Sn、Zn、Er、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一种或多种；

(2)将步骤(1)制备得到的所述大颗粒团聚体三元材料A和小颗粒团聚体三元材料B置于装有去离子水的搅拌混料罐中搅拌，然后在搅拌状态下加入含有G元素的包覆液，搅拌条件下真空干燥，干燥后在空气或氧气气氛下热处理，得到高电化学活性三元正极材料；所述G为Al、Zr、Mg、Si、Ti、Sn、Zn、Zr、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一种或多种。

3.如权利要求2所述的一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述锂源中的Li原子与所述过渡金属氧化物前驱体或过渡金属氢氧化物前驱体中所有过渡金属原子之和的物质的量之比为(0.9～1.3)∶1.0。

4.如权利要求2所述的一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述掺杂元素M的来源化合物为掺杂元素M的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、草酸盐中的任意一种或多种混合物。

5.如权利要求2所述的一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述搅拌时按所述大颗粒团聚体三元材料A与所述小颗粒团聚体三元材料B的质量比为(0～10)∶(10～0)比例称重。

6.如权利要求2所述的一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述包覆液为含有G元素的酸碱性氧化物溶胶、酸碱性氧化物悬浊液、氢氧化物悬浊液、碳酸盐悬浊液、可溶性化合物溶液中的任意一种或多种的混合物。

7.如权利要求2所述的一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述G元素与所述正极材料中过渡金属元素之和的物质的量之比为0.0001～0.1。

8.如权利要求2所述的一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述搅拌温度为30～200℃。

9.如权利要求2所述的一种高电化学活性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述热处理时的升温速率为1～10℃/min，热处理温度为200～1000℃，热处理时间为2～25h。

10.一种高电化学活性三元正极材料，其特征在于，采用权利要求1～9任意一项所述方法制备得到。