[发明专利]一种组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将待掺杂元素的有机盐溶液、表面活性剂、助剂、有机分散剂混合得到油相乳化液；

(2)将金属盐溶液、络合剂、沉淀剂与所述的油相乳化液混合，反应后经过滤、洗涤、干燥后得到分子式为Ni_xCo_yMn_(1-x-y)(OH)₂的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体，其中0.8＜x＜1，0＜y＜0.1，x+y＜1；

(3)将所述的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体与锂源混合、焙烧后得到所述的组分可控的多元素掺杂型高镍三元正极材料。

2.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的待掺杂元素的有机盐溶液中的待掺杂元素的有机盐为异丙醇铝、异丙醇钛、异丙醇镁、异丙醇锆、异丙醇锶、异丙醇钨、丁醇铝、丁醇钛、丁醇镁、丁醇锆、丁醇钽或正丁醇铌中的至少两种；所述的有机盐溶液的浓度为2-4mol/L。

3.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的表面活性剂为蓖麻油聚氧乙烯醚；所述的助剂为甲苯；所述的有机分散剂为正丁醇。

4.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的有机盐溶液、表面活性剂、助剂与有机分散剂的体积比为2-6:3-10:70-85:5-20。

5.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体的具体制法为：将金属盐溶于水中得到前驱体盐溶液，将络合剂溶于水中形成络合溶液，将沉淀剂溶于水中形成沉淀溶液，将前驱体盐溶液、络合溶液、沉淀溶液与油相乳化液混合后在惰性气体保护下，持续搅拌5-15h，反应后经过滤、洗涤、干燥得到所述的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体。

6.根据权利要求5所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的前驱体盐溶液的总金属离子摩尔浓度为2-4mol/L；所述的沉淀剂为氢氧化钠；所述的沉淀溶液的浓度为5-10mol/L；所述的络合剂为氨水；所述的络合溶液的质量浓度为15-25％。

7.根据权利要求5所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的油相乳化液、前驱体溶液、络合溶液与沉淀溶液的体积比为0.1-1.0：15-40：4-10：12-35。

8.根据权利要求5所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的持续搅拌步骤的搅拌速度为600-1000rad/min，反应的温度为50-60℃。

9.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中的锂源为氢氧化锂、硝酸锂或碳酸锂中的至少一种；所述的锂源与多元素掺杂的高镍三元材料前驱体的质量比为1:0.95-1.1。

10.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中的焙烧步骤的温度为650-900℃，时间为10-20h。