[发明专利]一种高压实高稳定性高镍正极材料及其制备方法以及一种锂离子电池

权利要求书

1.一种高压实高稳定性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述高压实高稳定性高镍正极材料包括基材以及包覆于所述基材表面的包覆层，

所述基材为式I所示的化合物：

Li_nNi_xM_yO₂ 式I；

式I中，0.98＜n≤1.20，0.50＜x＜1.00，0.00＜y＜1.00，0.00＜x+y≤1.00；

所述基材由大颗粒基材和小颗粒基材组成；

所述M选自锂、锰、铝、钼、铬、钒、镧、钪、铈、铌、钼、钴、镁、锆、锶、钇、钡、钛、氟、硅、硼和磷中至少一种；

所述大颗粒的中值粒径为10~20 μm，所述小颗粒的中值粒径为2~8 μm；

所述大颗粒的微观形貌为二次球，所述小颗粒的微观形貌为二次球或单晶；

所述大颗粒与所述小颗粒的重量比为（5.0~9.5）：（0.5~5）；

所述包覆层占所述高镍正极材料重量的0.01%~0.5%；

所述高压实高稳定性高镍正极材料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将按一定摩尔比例配制的镍盐溶液、M盐溶液、沉淀剂溶液与络合剂溶液并流加入反应釜中进行共沉淀反应，控制反应体系的pH值为10~13及金属阳离子浓度，在40~90℃下进行共沉淀反应，将物料进行固液分离、洗涤、烘干即得氢氧化物前驱体；

步骤二：采用大小颗粒前驱体混合烧结法制备所述高压实高稳定性高镍正极材料；

所述大小颗粒前驱体混合烧结法包括如下制备步骤：

（1）将步骤一制备所得大小颗粒前驱体按重量比（5.0~9.5）：（0.5~5）混合，然后加入锂源、添加剂，锂源与金属Ni和M的摩尔比控制在0.98~1.20；

（2）将（1）中配料置于高速混合机中混合均匀后，装入匣钵，置于窑炉中于600~1000 ℃烧结6~30 h，冷却后进行粉碎过筛即得式I所述基材；

（3）将（2）中所得基材进行洗涤、烘干、包覆、二次烧结、过筛，即得所述高压实高稳定性高镍正极材料。

2.如权利要求1所述的一种高压实高稳定性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述M为钴、铝或者所述M为钴、锰或者所述M为钴、锰、铝。

3.如权利要求1所述的一种高压实高稳定性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述包覆层为锂、锰、铝、钼、铬、钒、镧、钪、铈、铌、钼、钴、镁、锆、锶、钇、钡、钛、氟、硅、硼和磷中的任意一种或几种元素形成的化合物。

4.如权利要求1所述的一种高压实高稳定性高镍正极材料的制备方法，其特征在于，

所述镍盐选自含镍元素的硫酸盐、硝酸盐、氯化盐中的任意一种或几种；

所述金属阳离子浓度为0.5~12.0 mol/L；

所述沉淀剂溶液中，所述沉淀剂的浓度为0.5~12.0 mol/L，所述沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾溶液中的任意一种或几种；

所述络合剂溶液中，所述络合剂的浓度为1.0~12.0 mol/L，所述络合剂溶液选自氨水、硫酸铵、氨基酸中的任意一种或几种，氨值为0.5~55 g/L；

所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂或氧化锂中的任意一种或几种；

所述添加剂为锂、锰、铝、钼、铬、钒、镧、钪、铈、铌、钼、钴、镁、锆、锶、钇、钡、钛、氟、硅、硼和磷中的任意一种或几种元素形成的化合物；

所述添加剂为氧化物和/或氢氧化物，添加量为前驱体重量的0.01%~20%；

所述洗涤所用的洗涤剂选自无水乙醇、去离子水、乙酸、磷酸或表面活性剂的水溶液中的任意一种或几种；

所述基材与洗涤剂的质量比为1.0:(0.5~5.0)；

所述洗涤的温度为0~100 ℃，所述洗涤的时间为5~60 min；

所述烘干的温度为80~300 ℃，所述烘干时间为2~30 h；

所述二次烧结的温度为150~900 ℃，所述二次烧结的时间为4~48 h；

所述二次烧结气氛为空气或氧气气氛。

5.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1~4任意一项所述的一种高压实高稳定性高镍正极材料的制备方法制备得到的高压实高稳定性高镍正极材料。