[发明专利]一种锂电正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将可溶性的镍盐、钴盐以及M盐按比例称量与去离子水配制成一定浓度的混合盐溶液A；将络合剂与沉淀剂混合得到预混液B；M为Mn或Al；将混合盐溶液A和预混液B分别过滤后的溶液先后加入通有保护气氛保护的反应釜中进行反应，控制反应条件生成前驱体晶核并逐渐长大；陈化一定时间，当粒度到达预定值后，将反应浆料过滤、洗涤、干燥，得到由纳米片状堆积而成疏松多孔隙表面界限明显的球型的镍钴锰或镍钴铝氢氧化物前驱体；

步骤二：将制得的氢氧化物前驱体与阻熔剂均匀混合，得混合料A，在含氧的气氛下，200℃～700℃下进行预烧结2h～10h，退火得到预烧的镍钴锰或镍钴铝氧化物前驱体；

步骤三：将制得的预烧的镍钴锰或镍钴铝氧化物前驱体与锂盐均匀混合，得混合料B，在含氧的气氛下，将所述混合料B在500℃～1000℃下进行烧结1h～20h，退火处理得到纳米尺寸单晶状镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂正极材料；

所述阻熔剂选自CaO、CaF₂、CaCO₃、H₂BO₃、B₂O₃中的至少一种；所述阻熔剂掺杂质量比例为500ppm～4000ppm。

2.根据权利要求1所述的一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于：所述氢氧化物前驱体的形貌为纳米片状堆积而成疏松多孔隙表面界限明显的球型体，中位粒径为1.0μm～5.0μm，比表面积为5.0～20.0m²/g，振实密度为1.0～2.5g/cm³。

3.根据权利要求1所述的一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极材料的分子式为Li_1+nNi_xCo_yM_zO₂，其中，M为Mn或Al，x+y+z＝1，0.6≤x＜1.0，0＜y≤0.4，0＜z≤0.4，-0.1≤n≤0.5。

4.根据权利要求1所述的一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米尺寸单晶状镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂正极材料中位粒径为1μm以下，进一步粉碎，所述纳米尺寸单晶状镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂正极材料的中位粒径为100nm～990nm。

5.根据权利要求1所述的一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂盐选自氢氧化锂、氧化锂、氟化锂、碳酸锂、硝酸锂及乙酸锂中的至少一种，锂源与所述预烧的镍钴锰或镍钴铝氧化物前驱体的摩尔比为0.95:1～1.5:1。

6.根据权利要求1所述的一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括以下步骤：将硫源与聚丙烯腈溶于有机溶剂中进行交联结合反应得到一定浓度的胶液前体，然后将所述胶液前体与制得的纳米尺寸单晶状镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂正极材料混合均匀后在平板上旋涂，60℃～120℃真空干燥2h～24h在所述平板上得到前体膜，之后将所述前体膜先在气氛环境中300～500℃退火处理5h～24h，再降温至150℃～250℃，空气环境中退火处理2h～8h，冷却后得到三维自支撑锂电正极复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于，所述交联结合反应中，聚丙烯腈溶于有机溶液中，加热搅拌时间为10min～100min，形成质量分数为1wt％～12wt％的溶液；硫源加入到上述溶液中，搅拌时间为10min～100min，硫源与聚丙烯腈的质量比为0.5～5；将上述分散后的溶液置于150℃～300℃的油浴中加热反应5h～24h，形成均相溶液；将上述冷却至室温的均相溶液过滤出未反应完的硫源，得到胶液前体。

8.根据权利要求6所述的一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于，所述硫源为硫、硫代硫酸钠或硫化钠中至少一种；所述有机溶剂为二甲基亚砜、DMF、丙酮或DMAC中至少一种。

9.一种锂电正极材料，其特征在于，所述锂电正极材料采用所述权利要求1-8中任意一项所述的方法制得。