[发明专利]单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法

权利要求书

1.一种单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法，其特征在于，所述单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法包括以下步骤：

步骤一，按照化学表达式LiNi_aCo_bMn_cX_xY_yO₂中Ni、Co、Mn和X元素的化学计量比，称取镍盐、钴盐、锰盐和可溶性X金属盐共同溶解在去离子水中，配置成溶液A；

步骤二，按照化学计量比称取可溶性Y金属盐，溶解于去离子水中，配置成溶液B；并将可溶性碱和氨水共同溶解于去离子水中；

步骤三，将步骤一配制好的溶液A和混合碱液匀速泵入反应釜中，同时将溶液B泵入反应釜，并控制溶液B的流速逐渐加大；

步骤四，将溶液A、混合碱液以及溶液B同步加入完成后，静置陈化，将沉淀物过滤，洗涤，烘干，得到单晶Ni_aCo_bMn_cX_xY_y(OH)₂前驱体；

步骤五，将步骤四得到的单晶Ni_aCo_bMn_cX_xY_y(OH)₂前驱体与锂盐均匀混合，在氧气气氛下预烧结，煅烧，即得到X体相掺杂、Y原位梯度掺杂的单晶高镍锂离子电池正极材料LiNi_aCo_bMn_cX_xY_yO₂；

步骤一中，0.5≤a≤1，0≤b≤c＜0.5，0＜x≤0.03，0＜y≤0.1，且a+b+c+x+y＝1；其中，所述X元素为Al、Mg、Ti、Cr和Fe中的任意一种，所述Y元素为Zr、Sb、Nb、Sr和Sn中的任意一种。

2.如权利要求1所述单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法，其特征在于，步骤一中，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍和乙酸镍中的任意一种或几种；所述钴盐为硫酸钴、氯化钴、硝酸钴和乙酸钴中的任意一种或几种；所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰和醋酸锰中的任意一种或几种；所述可溶性X金属盐为Al、Mg、Ti、Cr和Fe的可溶性盐，包括氯化物、硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐以及草酸盐；在步骤二中，所述可溶性Y金属盐为Zr、Sb、Nb、Sr和Sn的可溶性盐，包括草酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐以及乙酸盐。

3.如权利要求1所述单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法，其特征在于，步骤二中，所述溶液B的阳离子浓度为0.1～1mol/L；所述碱的浓度为3～8mol/L，所述氨水的摩尔浓度为2～5mol/L。

4.如权利要求1所述单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法，其特征在于，步骤二中，所述碱为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的任意一种或两种，所述碱与氨水的摩尔比为(1.5～2.5)：1。

5.如权利要求1所述单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法，其特征在于，步骤三中，所述溶液A加入速度为匀速加入，所述溶液B的加入速度逐渐加大，并控制在同一时间加完；整个过程反应釜中的pH值控制在9～12之间，温度在60～80℃之间。

6.如权利要求1所述单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法，其特征在于，步骤四中，所述静置陈化的时间为12～24h。

7.如权利要求1所述单晶高镍锂离子电池正极材料的梯度掺杂和表面修饰方法，其特征在于，步骤五中，所述单晶Ni_aCo_bMn_cX_xY_y(OH)₂前驱体与锂盐按照1：(1.01～1.2)的摩尔比均匀混合；所述锂盐为磷酸二氢锂和碳酸锂中的任意一种或几种。