[发明专利]含镍正极材料、其制备方法及包含其的锂离子电池

权利要求书

1.一种含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述含镍正极材料的制备方法包括：

镍源材料、锰源材料和钴源材料和第一掺杂剂依次进行湿法研磨、干燥及有氧烧结过程，得到具有多孔结构的前驱体；

使所述前驱体、锂源材料和第二掺杂剂依次进行空气烧结过程、空气与氧气的混合气烧结过程以及氧气烧结过程，反应完毕后，冷却，得到所述含镍正极材料。

2.根据权利要求1所述的含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述有氧烧结过程为程序升温过程，优选地，所述有氧烧结的升温过程包括：以2～10℃/min升温至120～260℃，保温100～130min，然后以2～10℃/min升温至400～500℃，保温180～220min，自然冷却。

3.根据权利要求2所述的含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述空气与氧气的混合气中，氧气的含量为21～99.99％。

4.根据权利要求2或3所述的含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述空气烧结过程、所述空气与氧气的混合气烧结过程以及所述氧气烧结过程的升温速率为2～10℃/min；

优选地，所述空气烧结过程包括：

将所述具有多孔结构的前驱体在第一烧结温度下进行第一恒温烧结过程，得到第一恒温烧结产物，其中所述第一恒温烧结过程的烧结温度为120℃～260℃，烧结时间为60～120min；

将所述第一恒温烧结产物在第二烧结温度下进行第二恒温烧结过程，得到第二恒温烧结产物，其中所述第二恒温烧结过程的烧结温度为300～360℃，烧结时间为120～200min。

5.根据权利要求4所述的含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述空气与氧气的混合气烧结过程包括：

将所述第二恒温烧结产物在第三烧结温度下进行第三恒温烧结过程，得到第三恒温烧结产物，其中，所述第三恒温烧结过程的温度为480～520℃，烧结时间为200～300min；

将所述第三恒温烧结产物在第四恒温烧结温度下进行第四恒温烧结过程，得到第四恒温烧结产物，其中，第四恒温烧结过程的烧结温度为600～650℃，烧结时间为60～120min。

6.根据权利要求5所述的含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述氧气烧结过程包括：

将所述第四恒温烧结产物在第五烧结温度下进行第五恒温烧结过程，得到第五恒温烧结产物，其中，所述第五恒温烧结过程的温度为650～690℃，烧结时间为100～200min；

将所述第五恒温烧结产物在第六恒温烧结温度下进行第六恒温烧结过程，得到第六恒温烧结产物，其中，第六恒温烧结过程的烧结温度为695～810℃，烧结时间为600～690min；

将所述第六恒温烧结产物在第七恒温烧结温度下进行第七恒温烧结过程，得到所述含镍正极材料，其中，第七恒温烧结过程的烧结温度为由800℃降至600℃，烧结时间为100～500min。

7.根据权利要求6所述的含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所述第七恒温烧结过程的产物体系进行破碎及筛分，得到所述含镍正极材料；

优选地，所述筛分过程中采用的筛分目数为300目～400目。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的含镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源材料与所述前驱体的重量比为(1.00～1.15):1，所述第一掺杂剂中金属元素的重量为所述前驱体中镍元素重量的0.05～5％，所述第二掺杂剂中金属元素的重量为所述前驱体中镍元素重量的0.05～1％；

优选地，镍源材料选自氢氧化镍、氧化镍和碳酸镍组成的组中的一种或多种；

优选地，所述锰源材料选自碳酸锰、氢氧化锰和氧化锰组成的组中的一种或多种；

优选地，所述钴源材料选自氢氧化钴、氧化钴和碳酸钴组成的组中的一种或多种；

优选地，所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂分别独立地选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、碳酸镁、二氧化钛和氢氧化钛组成的组中的一种或多种。