[发明专利]一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性锂离子电池正极材料的制备方法，该改性锂离子电池正极材料，包括镍钴锰酸锂基体和Li₂SiO₃，所述Li₂SiO₃位于镍钴锰酸锂基体的表面和镍钴锰酸锂基体表层的一次颗粒间隙中；所述Li₂SiO₃占镍钴锰酸锂基体重量比为0.1％～10％，所述镍钴锰酸锂基体为掺杂元素M的镍钴锰酸锂，其分子式为Li_xNi_aCo_bMn_cM_dO₂，其中，0.95x≤1.1，0.6≤a≤0.9，0.03≤b0.4，0.03≤c0.4，0≤d≤0.1，且a+b+c+d＝1，M为Mg、Al、Zr、Ti、Cr、Fe、Y、Nb、La、Zn、W、Mo、Ca、Ce、Ba和V中的一种或多种，其制备方法包括以下步骤：

(1)控制硅酸锂水溶液的温度为0℃-30℃，并向该硅酸锂水溶液中加入LiOH水溶液，边加入LiOH水溶液的同时边对体系进行搅拌，形成分散均匀的溶液；

(2)控制步骤(1)后溶液的温度为30℃-55℃，并持续搅拌；

(3)将镍钴锰前驱体加入到步骤(2)的溶液中，搅拌；同时，逐滴加入有机溶剂，使Li₂SiO₃逐渐析出并在镍钴锰前驱体表层附着，过滤，并将过滤后产物干燥；

(4)按照Li元素与干燥产物中过渡金属摩尔比Li/Me为(0.95～1.10):1的量，将锂源与步骤(3)中所得干燥产物混合均匀，所得混合产物在氧气气氛下进行升温并烧结，自然冷却至室温后，得到改性锂离子电池正极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，LiOH水溶液的加入量要保证Li元素与Si元素摩尔比为2:1。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，镍钴锰前驱体的中位粒径为4～15μm；镍钴锰前驱体为镍钴锰氢氧化物前驱体、镍钴锰氧化物前驱体、镍钴锰碳酸根前驱体中的任一种。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，干燥在真空干燥箱内进行，干燥温度为50-100℃，干燥时间为5-20h。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，升温速率为1～10℃/min，烧结温度为700～1000℃，烧结时间为5～20h，氧气气氛流量为10～100L/min。

6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硅酸锂的组成是指mLiO₂ · nSiO₂，其中2.5≤n/m≤10；所述硅酸锂水溶液的浓度为0.001-0.01mol/L。

7.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，有机溶剂为乙醇、乙二醇、丙酮、甲醇、异丙醇、丁醇、异丁醇中的一种或多种；

所述步骤(4)中，锂源为碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性锂离子电池正极材料具备层状岩盐型晶体结构，X射线粉末衍射(003)面和(104)面的峰强度之比I(003)/I(104)大于1.2，晶粒尺寸为150-400nm，晶胞参数c为