[发明专利]高镍锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高镍正极材料，其特征在于，所述正极材料包括内核层、中间层、外层三层结构；所述内核层掺杂硼且化学分子式为LiNi_x1Mn_1-x1-y1B_y1O₂，其中，0.7≤x1＜1，0≤y1＜0.01；所述中间层的化学分子式为LiNi_x2Mn_1-x2-y2Me_y2O₂，其中，0.7≤x2＜1，0≤y2＜0.3，Me为Al、W、Zr、Mo、Nb中的一种或两种以上；所述外层为快离子导体构筑的岩盐相结构层。

2.如权利要求1所述的高镍正极材料，其特征在于，所述快离子导体为Li₂WO₄、LiAlO₂、Li₂ZrO₃、Li₂MoO₄、Li₃NbO₄、LiCoO₂中的一种或两种以上。

3.如权利要求1或2所述的高镍正极材料，其特征在于，所述盐岩相结构层的厚度为50~900nm。

4.一种高镍正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采用共沉淀法，在第一反应釜中制备Ni_x1Mn_1-x1-y1B_y1(OH)₂浆料X，其中，0.7≤x1＜1，0＜y1＜0.01；

（2）在第二反应釜中，以制备得到的浆料X为晶种，通过共沉淀法制备内核层为Ni_x1Mn_1-x1-y1B_y1(OH)₂、中间层为Ni_x2Mn_1-x2-y2Me_y2(OH)₂的浆料Y，其中0.7≤x2＜1，0≤y2＜0.3，Me为Al、W、Zr、Mo、Nb一种或两种以上；

（3）在第三反应釜中加入浆料Y，并构筑外层的盐岩相结构前体，得到正极材料的前驱体浆料；

（4）过滤前驱体浆料，前驱体经洗涤、烘干、过筛、除铁后，与锂源均匀混合后烧结，得到正极材料。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）之前，首先配制溶液：

配制络合剂溶液A；

配制NaOH溶液B；

配制NaOH和LiOH的混合溶液C；

根据设计的高镍正极材料的内核层中各元素的摩尔比配制混合盐溶液D；

根据设计的高镍正极材料的中间层中镍、锰的摩尔比配制混合盐溶液E；

根据设计的高镍正极材料的中间层中掺杂金属Me的摩尔量配制混合盐溶液F；

根据设计的高镍正极材料的外层结构配制盐岩相的金属盐溶液G，盐岩相的金属盐选自Al、W、Zr、Mo、Nb、Co的盐中的一种或两种以上。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，络合剂溶液A的浓度为4～11mol/L，络合剂选自氨水、碳酸氢铵、乙二胺、乙二胺四乙酸中的至少一种；NaOH溶液B的浓度为1～11mol/L；溶液C中，NaOH的浓度为1～11 mol/L，LiOH的浓度为0.01～5.0 mol/L；溶液D中，镍、锰金属离子的总浓度为0.8～10.0 mol/L，硼的浓度为0.01-2.0mol/L；溶液E中，镍、锰金属离子的总浓度为0.8～10.0 mol/L；溶液F中，掺杂金属Me的总浓度为0.1~5.0 mol/L；溶液G中盐岩相的金属盐的总浓度为0.01～3.0 mol/L。