[发明专利]氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备及应用

权利要求书

1.氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步

骤：

步骤 1）：将纳米碳管和氮源按摩尔比混合均匀，在真空或保护气体氛围下煅烧，自然

冷却，制备得到混合物；将制得的所述混合物加入去离子水中，搅拌，过滤，制备得到氮化纳米碳管；将氮化纳米碳管溶解在去离子水中，搅拌、过滤，除去不溶颗粒物，制备得到氮化纳米碳管水溶液；

步骤 2）：将镍盐、钴盐和锰盐按镍、钴、锰三元素和其他金属盐按摩尔比溶于所述步骤1）制备得到的氮化纳米碳管水溶液，通入保护气氛，搅拌，调节溶液 pH 值和溶液温度， 经过反应时间，制备得到产物Ⅰ，所述产物Ⅰ为氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰氢氧化物的镍钴锰三元正极材料前驱体内核 P1；

步骤 3）：将所述步骤 2）制备得到的氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰氢氧化物的镍钴锰三元正极材料前驱体 P1 反应溶液，加入一定比例镍盐、钴盐、锰盐和其他金属盐水溶液，通入保护气氛，调节溶液 pH 值和溶液温度，制备得到产物Ⅱ，所述产物Ⅱ为以所述步骤2）制得的 P1 为内核和具有镍钴锰浓度梯度外壳三元正极材料前驱体 P2；

步骤 4）：将所述步骤 3）制得的镍钴锰三元正极材料前驱体 P2、锂盐、氧化物和氟化物按摩尔比混合均匀，在空气或氧气气氛下煅烧和冷却，制备得到产物Ⅲ；

步骤 5）：将所述步骤 4）制备得到的产物Ⅲ 和氧化物按摩尔比混合均匀，在空气或氧气气氛下煅烧和冷却，制备得到产物Ⅳ。

2.根据权利要求 1 所述的氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备方法，其

特征在于，所述步骤 1）中的所述氮源为含氮离子液体；所述氮源和纳米碳管摩尔比为0.001~2。

3.根据权利要求 1 所述的氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 2）中的所述镍盐、钴盐、锰盐和其他金属盐中的镍、钴、锰、和其他

金属元素摩尔比为（0.3~1）：（0.2~1）：（0.2~1）：（0.001~0.2）；所述镍盐、钴盐、锰盐和其他金属盐的摩尔总浓度与氮化纳米碳管的摩尔浓度比为 1:（0.001~0.2）；所述保护气氛为氮气、氦气、氩气中的至少一种；所述溶液 pH 范围为 9.0~14.0；所述溶液温度范围为5~65℃；所述反应时间范围为 0.5~30 小时；所述产物Ⅰ氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰氢氧化物的镍钴锰三元正极材料前驱体 P1 粒径范围为 0.01~15 微米。

4.根据权利要求 1 所述的氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 3）中的所述镍盐、钴盐、锰盐和其他金属盐中的镍、钴、锰、和其他金属元素摩尔比为（0.3~1）：（0.2~1）：（0.2~1）：（0~0.2）；所述保护气氛为氮气、氦气、氩气中的至少一种；所述溶液 pH 范围为 9.0~14.0；所述溶液温度范围为 20~65℃；所述反应时间范围为 0.5~30 小时；所述产物Ⅱ的粒径范围为 0.05~50 微米。

5.根据权利要求3 或4所述的氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备方法， 其特征在于，所述镍盐、钴盐、锰盐和其他金属盐的种类为硫酸盐、硝酸盐、氯化盐或醋酸盐；所述其他金属为铜、银、镁、铝、钛、钒、锌、锗、钼、铟、锑、铋、钡、钨、钯、锶、铈、铌、锆、镓中的至少一种。

6.根据权利要求 1 所述的氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 4）中的所述镍钴锰三元正极材料前驱体 P2、锂盐、氧化物和氟化物摩尔比为 1：（1~3）：（0~0.1）：（0~0.1）；所述煅烧温度为室温升温到 250~850℃，保温1~25 小时，250~850℃升温到 500~1300℃，保温 1~25 小时，降温到室温；所述镍钴锰三元正极材料 C1 的粒径范围为 0.1~100 微米。