[发明专利]一种二元掺杂的单晶三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种二元掺杂的单晶三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将三元正极材料前驱体、含第一掺杂元素的第一掺杂物和含第二掺杂元素的第二掺杂物混合均匀，通过喷雾干燥的方式得到固体粉末；

S2、将S1得到的固体粉末和锂盐混合均匀，在氧气或空气气氛下，在680-1000℃进行烧结，烧结时间20-50小时，得到二元掺杂的单晶三元正极材料；

所述二元掺杂的单晶三元正极材料，其化学表达式为Li_1+y+zNi_aCo_bMn_cA_yB_zO₂，其中1＞a＞b≥c＞0，a≥0.5，且a+b+c=1；0.05≥y≥0.001，0.005≥z≥0.0001，其中A为第一掺杂元素，选自Mg或Al中的至少一种；B为第二掺杂元素，选自Ti、V、B、Sb、La、Ta中的至少一种；

所述烧结是采用分阶段升温和降温的烧结程序：是将锂盐、三元正极材料前驱体和第一固体添加剂混合均匀，还加入第二固体添加剂，进行分阶段烧结，分阶段烧结分为多个升温阶段和一个降温阶段，升温阶段的烧结温度在680-1000℃，降温阶段的烧结温度为600-800℃。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二元掺杂的单晶三元正极材料化学表示中，1＞a＞b≥c＞0，a≥0.6，0.02≥y≥0.005，0.001≥z≥0.0002。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料前驱体选自Ni_aCo_b Mn_c(OH)₂、Ni_aCo_bMn_cCO₃或Ni_aCo_b Al_c(OH)₂，其中 1＞a＞b≥c＞0，a≥0.5。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料前驱体选自为Ni_0.82Co_0.11Mn_0.07(OH)₂、Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂、Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂、Ni_0.75Co_0.15Mn_0.15(OH)₂或Ni_0.9Co_0.05Mn_0.05(OH)₂。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂物为九水合硝酸铝、乙酸铝、氢氧化铝、草酸铝水合物、氯化铝、氧化铝、氧化镁、硬脂酸铝、二水草酸镁、氢氧化镁、三水磷酸氢镁、氢氧化镁、碳酸镁、六水氯化镁、硬脂酸镁中的一种或者多种；和第二掺杂物为Ti、V、B、Sb、La、Ta的盐、氢氧化物或氧化物的形式。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述盐为羧酸盐。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述羧酸盐选自乙酸盐、草酸盐或脂肪酸盐。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪酸选自硬脂酸盐、三异硬脂酸异丙氧盐或碱式二十碳五烯酸盐。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料前驱体、第一掺杂物和第二掺杂物的摩尔比为1：0.001-0.05：0.0001-0.005。