[发明专利]一种一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料的制备方法，其特征在于：包括将锂盐、镍钴前驱体、钨源和/或钽源按照摩尔比1.05:1:0.01-0.03湿法球磨混合，将固相在氧气气氛下，先以2～5℃/min的升温速度升温至420～480℃烧结4～8小时，再以2～5℃/min的升温速度升温至680～750℃烧结10～20小时，得到一次晶粒织构化的无锰正极材料LiNi_xCo_yW_zO₂或者LiNi_xCo_yTa_zO₂；其中，0.9≤x≤0.95，0＜y≤0.1，0≤z≤0.02，x+y+z＝1。

2.根据权利要求1所述的一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述镍钴前驱体为Ni_xCo_y(OH)₂二元前驱体，其制备方法包括：

(1)配制镍/钴摩尔比为9～9.5：1～0.5的可溶性镍、钴金属盐溶液，配制络合剂溶液、沉淀剂溶液和反应釜底液；

(2)在氮气气氛下，向装有反应釜底液且持续搅拌的反应釜通入步骤(1)中所述金属盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液，并控制体系温度为50～60℃、pH值为11.1～12.1、搅拌速度为500～800rpm，进行共沉淀反应12～15h；

(3)将步骤(2)得到的反应浆料进行过滤、水洗、干燥以及过筛，得到Ni_xCo_y(OH)₂前驱体。

3.根据权利要求2所述的一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中镍、钴盐包括硫酸盐、硝酸盐中的至少一种；所述沉淀剂包括氢氧化钠、碳酸钠中的至少一种；所述络合剂包括氢氧化铵、硫酸铵、硝酸铵中的至少一种；

所述配制镍、钴金属盐溶液的总浓度为2mol/L，络合剂溶液的总浓度为8～10mol/L，沉淀剂溶液的总浓度为4～6mol/L，底液的总浓度为0.8～1mol/L。

4.根据权利要求2所述的一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述镍钴前驱体为内部呈疏松针状的类球形；所述织构化无锰正极材料中的一次晶粒有序组装形成直径为5～12μm类球形的二次颗粒。

5.根据权利要求1所述的一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂盐包括碳酸锂、氢氧化锂中的一种；所述钨源包括二硫化钨、钨酸中的至少一种；所述钽源包括氧化钽、五氯化钽中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述湿法球磨于含有球磨子的聚四氟乙烯球磨罐中进行，其中的球磨子为6～10mm的玛瑙球，物料与玛瑙球的质量比为20:1～10:1；

所述湿法球磨的分散介质为乙醇，球磨转速为150～250rpm，球磨时间为0.5～5小时。

7.根据权利要求1所述的一次晶粒织构化的无锰高镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述物料在固相烧结前先在70-80℃的真空烘箱中干燥5～10小时，再进行研磨混合；所述固相烧结的氧气流量控制在0.05～0.08L/min。