[发明专利]一种分层四元无钴单晶前驱体及正极材料制备方法

权利要求书

1.一种分层四元无钴单晶前驱体及正极材料制备方法：该分层单晶前驱体化学式为Ni_xMn_yCe_mZr_n(OH)₂，单晶正极材料化学式为LiNi_xMn_yCe_mZr_nO₂其中0.5≤x1，0y≤0.2，0m≤0.2，0n≤0.1，x+y+m+n＝1。

2.根据权利要求1所述的分层四元无钴单晶前驱体及正极材料，其特征在于分层四元前驱体由内部3-4μm的Ni_xMn_y(OH)₂和外部1-1.5μm的Ni_xMn_yCe_mZr_n(OH)₂组成，其正极材料由内部3-4μm的LiNi_xMn_yO₂和外部1-1.5μm的LiNi_xMn_yCe_mZr_nO₂组成，材料内部仍为密实颗粒。

3.一种如权利要求1所述的分层四元无钴单晶前驱体制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)将一定摩尔比例的Ni、Mn的可溶性盐在纯水中混合均匀作为混合盐溶液A；将一定摩尔比例的Ni、Mn、Ce、Zr的可溶性盐在纯水中混合均匀作为混合盐溶液B；

(2)将步骤(1)得到的混合盐溶液A，以及一定浓度的沉淀剂NaOH溶液和络合剂NH₃·H₂O溶液共同加入反应釜内，进行共沉淀反应，并不断搅拌，反应一段时间后得固液混合浆料Ni_xMn_y(OH)₂，停止进料。

(3)将步骤(1)得到的混合盐溶液B，加入向步骤(2)中得到的浆料内，同时调整沉淀剂NaOH溶液和络合剂NH₃·H₂O溶液加入量，进行二次共沉淀反应，并不断搅拌，得固液混合浆料，将其浆料进行洗涤，过滤，干燥，除磁等操作步骤，得分层四元无钴单晶前驱体Ni_xMn_yCe_mZr_n(OH)₂。

4.一种如权利要求1所述的分层四元无钴单晶正极材料制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

称取一定比例锂源，将锂源与权利要求3中步骤(3)所得的前驱体Ni_xMn_yCe_mZr_n(OH)₂混合均匀，进行预烧-极高温-高温三段煅烧法高温烧结，即得分层四元无钴单晶正极材料。

5.根据权利要求3所述的双重改性低锆三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述镍源为乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍中的一种或多种；所述锰源为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰中的一种或多种；所述锆源为乙酸锆、柠檬酸锆、硝酸锆、硫酸锆中的一种或多种；所述铈源为乙酸铈、草酸铈、硝酸铈、硫酸铈中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的双重改性低钴三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合溶液A的浓度为2-8mol/L；所述步骤(1)中混合溶液B的浓度为2-4mol/L；步骤(2)和(3)中，所述沉淀剂NaOH溶液的浓度为5-12mol/L，所述络合剂NH3·H2O溶液的浓度为6-10mol/L。

7.根据权利要求3所述的双重改性低钴三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述共沉淀反应的搅拌转速为350-600rpm，反应液的pH值为10.5-13.5，氨值为12-17g/L，反应温度为60-85℃，反应釜气氛为氮气、氩气中的一种或多种。