[发明专利]一种锂离子电池用高体积能量密度三元正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种高体积能量密度锂离子电池正极材料的制备方法，包括下述步骤：

S1、将三元正极前驱体、锂盐和掺杂氧化物混合均匀；

S2、将S1中的混合物在氧气或空气气氛炉中预烧结，待其冷却，在预烧材料中加入形体改良剂，混合均匀；

S3、将S2中所得材料在氧气或空气气氛下进行烧结，得到所述高体积能量密度锂离子电池正极材料；

步骤S1中所述掺杂氧化物的阳离子包括Mg、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ga、Ge、Si、Al、B、Y、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、La、Ta、W、Pt、Bi、Re、Ce、Ir、Au、Ha、Ba、Eu、Nd、Gd中的一种或者多种；所述三元正极前驱体、锂盐、掺杂氧化物的摩尔比为1: 1-1.2：0.01-0.03；

三元正极前驱体和形体改良剂的摩尔比为：1:005-0.008；

所述形体改良剂选自氟化铈或氯化镧；

步骤S3中所述烧结是混合物料在氧气或空气气氛下，采用分阶段烧结工艺：共进行m次烧结，其中3≤m≤10；先进行m-1次升温的烧结阶段，再进行第m次的降温烧结，其中m-1次的升温阶段以一定的升温速率至该阶段的目标温度，保温后再进行下一阶段的烧结；直到第m次烧结，降温至目标温度后保温，烧结结束，自然冷却降温后，最终得到高体积能量密度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，共进行m次烧结，其中为3≤m≤6。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述三元正极前驱体为镍钴锰(NCM型)前驱体或镍钴铝(NCA型)前驱体，化学式为Ni_aCo_bMn_c(OH)₂或者Ni_aCo_bMn_cCO₃或者是Ni_aCo_bAl_c(OH)₂，其中 1≥a≥b≥c≥0；所述锂盐为一水合氢氧化锂、硝酸锂、醋酸锂或者碳酸锂等中的一种或者多种。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，化学式为Ni_aCo_bMn_c(OH)₂或者Ni_aCo_bMn_cCO₃或者是Ni_aCo_bAl_c(OH)₂中，a≥0.5。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，升温阶段的升温速率为5-15℃•min^-1，升温阶段中起始烧结温度为400-700℃，升温至680-1000℃，再进行第m次的降温烧结，烧结温度为600-800℃；和/或控制每个升温阶段的升温速率相差不超过20%，烧结阶段总的保温时间为20-50小时，每个阶段的保温时间相差不超过20%。

6.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，通过权利要求1-5任一项所述制备方法制得。