[发明专利]一种ZrO2包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料、制备方法及用途

权利要求书

1.一种ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，其特征在于，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的ZrO₂，所述ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bZr_bO₂ (I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

2.如权利要求1所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，其特征在于，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.01。

3.如权利要求1所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，其特征在于，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0016。

4.如权利要求1所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，其特征在于，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0008。

5.一种权利要求1～4任意一项所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；烧结时间6-20小时，烧结温度200-1000℃；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源，混合研磨，研磨均匀后，在空气或氧气气氛中进行烧结，烧结时间8-24小时，烧结温度500-1000℃，烧结完成后，以0.01-2.5℃/min降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZrO₂，进行烧结，烧结时间1-12小时，烧结温度500-1000℃，得到包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bZr_bO₂，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

6.如权利要求5所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述锂源为氢氧化锂、乙酸锂、草酸锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和氟化锂中的一种。

7.如权利要求5所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述锂源为一水合氢氧化锂，将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后与所述步骤(1)烧结所得物混合。

8.如权利要求5所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述锂源的加入量为Li与：三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1～1.1:1。

9.如权利要求5所述的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，降温速率优选是0.02-1℃/min。