[发明专利]用于制备可再充电锂离子蓄电池的正极材料的方法

权利要求书

1.一种用于制备粉末状正极材料的方法，所述粉末状正极材料包含含有Ni和Co并且具有以下通式的单晶整体颗粒：

Li_1+a((Ni_z(Ni_1/2Mn_1/2)_yCo_x)_1-kA_k)_1-aO₂，其中A为掺杂物，-0.03≤a≤0.06，0.05≤x≤0.35，0.10≤z≤0.95，x+y+z＝1并且k≤0.05，所述方法包括以下步骤：

-提供包含含Ni和Co的前体和含Li的前体的混合物，

-使所述混合物经历多步骤烧结过程，由此在最终的烧结步骤中，获得烧结的锂化中间材料，所述烧结的锂化中间材料包含具有D50在2.0μm和8.0μm之间的初级粒度分布的团聚的初级颗粒，

-使所述锂化中间材料经历湿式球磨步骤，由此使所述团聚的初级颗粒解聚，并且获得包含解聚的初级颗粒的浆液，

-从所述浆液中分离所述解聚的初级颗粒，以及

-在介于300℃与比所述多步骤烧结过程的所述最终的烧结步骤中的温度低至少20℃之间的温度下热处理所述解聚的初级颗粒，由此获得包含Ni和Co的单晶整体颗粒，

其中所述多步骤烧结过程包括以下步骤：

-第一烧结步骤，在氧化气氛中在650℃和850℃之间的温度下进行1/3小时和15小时之间的时间，从而获得缺锂前体粉末，

-将所述缺锂前体粉末与LiOH、Li₂O和LiOH.H₂O中的任一种混合，从而获得第二混合物，其中所述混合物具有在0.95和1.10之间的Li与过渡金属的比率，以及

-将所述第二混合物在氧化气氛中在800℃和1000℃之间的温度下烧结6小时和36小时之间的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含Ni和Co的前体具有D50≥10μm的粒度分布。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述含Ni和Co的前体从含Ni和Co的硫酸盐或氯化物溶液的热解过程中获得。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中在包含含Ni和Co的前体和含Li的前体的所述混合物中，所述Li与过渡金属的比率在0.65和0.95之间。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中在使所述混合物经历多步骤烧结过程的步骤与所述湿式球磨步骤之间，在空气分级研磨机或空气喷射研磨机中进行干磨步骤。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述湿式球磨步骤在溶液中进行，其中所述溶液中的溶剂为水。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述湿式球磨步骤是在包含溶剂和30重量％至70重量％的锂化中间材料的溶液中并且使用直径在0.5mm和10mm之间的钢珠、ZrO₂珠、Al₂O₃珠和WC珠中的任一种进行的。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述湿式球磨步骤是使用钢珠、ZrO₂珠、Al₂O₃珠和WC珠中的任一种进行的级联湿磨步骤，所述级联湿式球磨步骤包括使用10mm至50mm的珠和20cm/s的研磨速度的第一步骤，以及使用0.2mm至5mm的珠和500cm/s的研磨速度的最终步骤。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中进行所述湿式球磨步骤，直到浆液包含D50在2μm和8μm之间并且跨度小于1.3的解聚的初级颗粒为止。

10.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述解聚的初级颗粒的热处理步骤在300℃和850℃之间的温度下进行。