[发明专利]一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：采用镍盐、钴盐、锰盐配制两种混合盐溶液，两种所述混合盐溶液均按照碳酸盐前驱体中金属离子的类型和浓度配制，第一种混合盐溶液总的金属离子浓度为0.5-2.5mol/L；第二种混合盐溶液总的金属离子浓度为1.2-3.5mol/L；所述第一种混合盐溶液是以硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰为镍、钴、锰源配制的硫酸盐混合液，所述第二种混合盐溶液是以硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰为镍、钴、锰源配制的硝酸盐混合液；

步骤二：配制沉淀剂和络合剂，其中沉淀剂包括两种，第一种沉淀剂为含有1.5～3.5mol/L碳酸根离子的水溶液，第二种沉淀剂为含有2.5～4.5mol/L氢氧根离子的水溶液；配制氨水作为络合剂，且氨水的摩尔浓度为碳酸根离子摩尔浓度的0.5％～40％；

步骤三：包括I阶段和II阶段，I阶段先将络合剂作为底液加入反应釜中，然后将第一种混合盐溶液和第一种沉淀剂以0.12L/h～0.9L/h的进料速度同时泵入反应釜内并搅拌反应，反应温度控制在30～60℃，pH调节在7.5～8.5，搅拌速度为400～1200r/min，进料0.5-8h后，将反应液体静置0.1-10h，然后排掉上层清液；II阶段继续向反应釜内以0.1L/h～0.5L/h的进料速度同时泵入第二种混合盐溶液和第二种沉淀剂并搅拌反应，反应温度控制在40～80℃，pH调节在8.5～12.5，搅拌速度为400～1200r/min，进料0.5-8h后，陈化5～20h，将沉淀物分离、洗涤、烘干、过筛，得到核壳结构高镍正极前驱体材料；

步骤四：将核壳结构高镍正极前驱体材料与锂源混合，得到的混合物经烧结后得到多孔核壳结构富镍正极材料。

2.如权利要求1所述的一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述碳酸盐前驱体的化学式为Ni_xCo_yMn_1-x-yCO₃，其中0＜x≤1，0≤y＜1，x+y≤1。

3.如权利要求1所述的一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述碳酸根离子来源于碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钙中的一种或多种；所述氢氧根离子来源于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于：步骤三中，陈化后的浆料静置4-10h，去除上层清液，将沉淀物用去离子水清洗，重复5～10次，将沉淀物置于真空箱80℃干燥4～12h，过筛，得到核壳结构高镍正极前驱体材料。

5.如权利要求1所述的一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述锂源为硝酸锂、氢氧化锂、氯化锂、碳酸锂、草酸锂中的一种或两种以上组合，所述核壳结构高镍正极前驱体材料与锂源的摩尔比为1:(1.03～1.10)。

6.如权利要求1所述的一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述核壳结构高镍正极前驱体材料与锂源混合通过球磨完成，转速为1000～2000r/min，正转0.5～3h，反转0.5～3h。

7.如权利要求1所述的一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述的烧结在氧气氛下进行，氧气纯度99.9％，通氧量为80～120mL/min，烧结工艺采用两段温度烧结，第一段温度400～600℃，保温4～6h；第二段温度750～850℃，保温8～14h，升温速率为2～5℃/min，降温随炉温自然冷却至室温，取出烧结材料，研磨细化并过筛，得到多孔核壳结构富镍正极材料。

8.如权利要求7所述的一种多孔核壳结构富镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述的过筛选择100～400目的筛网过筛。

9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制得的多孔核壳结构富镍正极材料。