[发明专利]改性NCMA四元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性NCMA四元正极材料，所述四元正极材料由两种二次颗粒尺寸不同的前驱体级配后烧结而成；其特征在于，级配前，分别对两种前驱体进行预处理：对颗粒尺寸较大的前驱体进行原位包覆处理，对颗粒尺寸较小的前驱体进行预氧化处理。

2.一种改性NCMA四元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，SiO₂原位包覆大颗粒的高镍NCMA四元前驱体；

步骤S2，预氧化小颗粒的高镍NCMA四元前驱体；

步骤S3，将步骤S1所述的SiO₂原位包覆的大颗粒的高镍NCMA四元前驱体和步骤S2所述的预氧化的小颗粒的高镍NCMA四元前驱体按一定质量比混合，得到级配后的前驱体；

步骤S4，将步骤S3所述的级配后的前驱体与锂源、添加剂均匀混合，在氧气气氛中烧结，即可得改性NCMA四元正极材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，大颗粒的高镍NCMA四元前驱体的粒径Dv50值为8~16μm，小颗粒的高镍NCMA四元前驱体的粒径Dv50值为2~6μm。

4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，高镍NCMA四元前驱体的分子式为Ni_xCo_yMn_zAl_(1-x-y-z)(OH)₂，其中0.85≤x≤0.95，0.04≤y≤0.10， 0.03≤z≤0.11，0＜1-x-y-z≤0.08；大颗粒的高镍NCMA四元前驱体和小颗粒的高镍NCMA四元前驱体的各元素的含量可以相同，也可以不同。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

步骤S1的具体工艺为：将大颗粒的高镍NCMA前驱体、正硅酸乙酯TEOS、以及去离子水加入无水乙醇中混合，得到混合物A；将混合物A置于20~80℃的温度条件下搅拌1~50h，随后在20~100℃下继续加热搅拌，直至溶剂完全蒸发，得到SiO₂原位包覆的大颗粒的高镍NCMA四元前驱体；

步骤S2的具体工艺为：将小颗粒的高镍NCMA四元前驱体置于去离子水中得到混合物B，将Na₂S₂O₈与NaOH溶液混合得到的混合溶液C，将混合溶液C边搅拌边缓慢倒入混合物B中直至体系pH值达到q，9≤q≤13，搅拌温度控制为25~100℃，搅拌一定时间后将沉淀物洗涤、干燥，即可得到小颗粒的高镍NCMA四元前驱体。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述正硅酸乙酯TEOS的添加量与大颗粒的高镍NCMA前驱体的摩尔比为f，0.1%≤f≤10%；所述去离子水的加入量与大颗粒的高镍NCMA前驱体的质量比为g，0≤g≤5；所述无水乙醇的加入量与去离子水的体积比为h，10≤h≤200。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述混合物B中去离子水与小颗粒的高镍NCMA前驱体的质量比为i，0≤i≤10；所述混合溶液C中NaOH与Na₂S₂O₈的摩尔比为j，0.1≤j≤10。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，SiO₂原位包覆的大颗粒的高镍NCMA四元前驱体和预氧化的小颗粒的高镍NCMA四元前驱体的质量比为（10-x）:x，其中x≤5。

9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4所述的锂源为LiOH·H₂O、LiOH、Li₂O或Li₂CO₃的一种或多种，所述的添加剂为Zr和Sr的氧化物。

10.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4所述的烧结的温度为600-900℃，烧结的时间为8-20h。