[发明专利]一种改性高镍三元正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述改性高镍三元正极材料包括高镍三元正极材料基体，所述高镍三元正极材料基体中掺杂镁，所述高镍三元正极材料基体表面包覆有一层钒酸锂包覆层，所述钒酸锂包覆层的质量占镁掺杂的高镍三元正极材料基体的1%～10%，所述镁的掺杂量占高镍三元正极材料基体中过渡金属质量的1%-5%，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将镍钴锰混合盐溶液泵入装有氨水溶液的反应釜中，并通入保护气体，向反应釜中泵入络合剂和沉淀剂溶液，搅拌进行共沉淀反应，陈化、过滤、洗涤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物前驱体；

（2）将所述镍钴锰氢氧化物前驱体与锂源、镁源混合均匀后，进行两段式烧结，得到镁掺杂的三元高镍正极材料；

（3）将所述镁掺杂的三元高镍正极材料分散于有机溶剂中，然后加入钒源和锂源搅拌均匀，升温蒸干；

（4）将步骤（3）所得的粉末经干燥、高温烧结，得到钒酸锂包覆的镁掺杂高镍三元正极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述镍钴锰混合盐溶液中，镍、钴、锰离子的总摩尔浓度为0.1～3.0 mol/L；所述镍钴锰混合盐溶液泵入反应釜中的加料速度为80～120 mL/h；所述络合剂为氨水溶液，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中的一种或几种；所述沉淀剂溶液的摩尔浓度为1.0～7.0 mol/L；反应釜中氨水溶液、沉淀剂溶液与镍钴锰混合溶液的体积比为0.1～10:1～2:1。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述保护气体为氮气或氩气气氛，采用质量浓度为25～28%的氨水调节反应体系中氨水浓度保持在0.1～5.0 mol/L，采用沉淀剂溶液调节反应体系的pH值保持在10～12；所述共沉淀反应过程中搅拌速度为800～1200 r/min，温度为30～60℃，时间为12～48 h。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述镍钴锰氢氧化物前驱体中镍、钴、锰元素的总摩尔数与锂源中锂的摩尔比为1:1.02～1.10；所述镍钴锰氢氧化物前驱体中镍、钴、锰元素的总摩尔数与镁源中镁的摩尔比为1:0.01～0.1；所述锂源为一水氢氧化锂和/或碳酸锂；所述镁源为碳酸镁、醋酸镁和氯化镁的一种或几种。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述两段式烧结是指：先以1～10℃/min的升温速率升温至350～550℃，烧结2～8 h后，再以1～10℃/min升温速率升温至550～1000℃下，烧结8～20 h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述钒源为乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钒和偏钒酸铵中的一种或几种；所述镁掺杂的三元高镍正极材料的质量与有机溶剂的体积比为0.01～0.1:1～3，比值单位为g/mL；所述镁掺杂的高镍三元正极材料与钒酸锂的生成量的质量比为1:0.01～0.1；所述分散过程超声功率为30～60 kHz，超声时间为0.5～2 h；所述搅拌过程的速度为200～500 r/min，搅拌时间为1～3 h；所述升温蒸干的温度为50～80℃。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述干燥温度为70～110℃，时间为1～5 h；所述高温烧结温度为600～900℃，烧结时间4～6 h。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高镍三元正极材料基体的化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中，0.6＜x＜0.9，0.05＜y＜0.2，0.05＜z＜0.2；所述改性高镍三元正极材料呈类球状；所述改性高镍三元正极材料的粒径为8～10μm；所述钒酸锂包覆层的厚度为4～6 nm。