[发明专利]一种包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种包覆改性的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述锂离子电池正极材料包括富锂三元材料基体，所述富锂三元材料基体的外表包裹有纳米缺锂型的尖晶石型锂锰氧化物包覆层，所述锂离子电池正极材料的化学式为Li_xNi_1-a-bCo_aM_bO₂·Li_4-dMn₅O₁₂，其中，M为Mn、Al中的至少一种，所述x、a、b、d的取值满足以下要求：

1.03≤x≤1.2，0.6≤1-a-b≤1，0＜a≤0.4，0＜b≤0.4；0＜d＜4。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述锂离子电池正极材料表面的总杂质锂含量占富锂三元材料基体总重的质量分数在0.07％以下，所述总杂质锂含量是以表面残留的Li₂CO₃和LiOH中锂元素的含量来计。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述锂离子电池正极材料表面残留的Li₂CO₃含量≤0.18％，所述锂离子电池正极材料表面残留的LiOH的含量≤0.10％。

4.根据权利要求1、2或3所述的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述纳米缺锂型的尖晶石型锂锰氧化物加入量占所述富锂三元材料基体的0.5～5.0wt％。

5.根据权利要求1、2或3所述的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述d的取值满足1.0＜d＜4。

6.一种包覆改性的锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Ni_1-a-bCo_aM_b(OH)₂和锂源混合，经高温煅烧处理得到富锂三元材料基体；0＜a≤0.4，0＜b≤0.4；

(2)以纳米级的尖晶石型锂锰氧化物Li_4-dMn₅O₁₂为原料，0＜d＜4；通过酸浸渍将纳米级锂锰氧化物中的部分锂离子浸出，得到缺锂型的尖晶石型锂锰氧化物；

(3)将步骤(1)得到的富锂三元材料基体与步骤(2)中得到的缺锂型的尖晶石型锂锰氧化物混合均匀，经过煅烧热处理后得到包覆改性的锂离子电池正极材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，Ni_1-a-bCo_aM_b(OH)₂中Ni、Co、M的总量与所述锂源中锂的摩尔比为1∶1.03～1.2；

所述步骤(1)中的锂源为Li₂CO₃、Li₂O、LiOH、LiNO₃中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，酸浸渍前的纳米级的尖晶石型锂锰氧化物是通过溶胶凝胶法、共沉淀法或水热法制备得到；

所述步骤(2)中，作为原料的纳米级的尖晶石型锂锰氧化物的一次颗粒粒径为50～900nm。

9.根据权利要求6、7或8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述的酸浸渍过程中，所用的酸选自盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种，酸的浓度为0.1～1mol/L，酸浸渍过程的时间为4～30h。

10.根据权利要求6、7或8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，高温煅烧处理的温度为600℃～900℃，高温煅烧的时间为8～30h。

11.根据权利要求6、7或8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，煅烧热处理的温度为300℃～600℃，煅烧热处理的时间为6～12h。