[发明专利]一种高镍无钴四元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高镍无钴四元正极材料，其特征在于，所述高镍无钴四元正极材料的化学式为LiNi_xMn_yM_zN_(1-x-y-z)O₂，其中0.8≤x1，0y0.2，0z0.2，M和N为Al，Mg，Zr，Ti，Cr，W，V，Ce，Fe，Cu，Zn，Nb中任意两种金属的组合。

2.一种高镍无钴四元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将可溶性镍盐、锰盐按化学式计量比混合，加入去离子水，制得混合盐溶液A1；或者将可溶性镍盐、锰盐和含有M的可溶性盐按化学式计量比混合，加入去离子水，制得混合盐溶液A2；或者将可溶性镍盐、锰盐和含有M、N的可溶性盐按化学式计量比混合，加入去离子水，制得混合盐溶液A3；

(2)将氢氧化钠或氢氧化钾加入到去离子水中，配置得到沉淀剂溶液B；

(3)向反应器中加入含有氢氧化钠或氢氧化钾的底液，并保持加热搅拌；同时，一边向反应器底液中通入惰性气体，一边将A1与B或者A2与B或者A3与B两种溶液同时注入到反应器中；反应结束后，过滤，并将沉淀用去离子水洗涤数次，干燥后得到高镍二元或者三元或者四元正极材料前驱体；

(4)将步骤(3)中制得的高镍二元正极材料前驱体与含有M和N的化合物以及锂源均匀混合，或将步骤(3)中制得的高镍三元正极材料前驱体与含有N的化合物以及锂源均匀混合，或将步骤(3)中制得的高镍四元正极材料前驱体与锂源均匀混合，在氧气气氛下煅烧，将煅烧所得材料研磨、过筛，得到高镍无钴四元正极材料。

3.根据权利要求2所述的高镍无钴四元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的混合盐溶液中金属阳离子的总浓度为0.1～5mol/L。

4.根据权利要求2所述的高镍无钴四元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的沉淀剂溶液浓度为0.2～10mol/L。

5.根据权利要求2所述的高镍无钴四元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的底液体积为反应器总体积的10～30％，反应温度为40～80℃，惰性气体为氮气或氩气，反应体系pH为11～13，反应时间为1～40h。

6.根据权利要求2所述的高镍无钴四元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的锂源为碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂或硝酸锂，加入的Li元素量与Ni、Mn、M、N总量的摩尔比为Li:(Ni+Mn+M+N)＝(1～1.1):1的，煅烧温度为600～1000℃，煅烧时间为5～20h。