[发明专利]一种改性正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将镍源、钴源和锰源与溶剂混合得到第一混合盐溶液，将铝源和碱液混合得到铝源溶液，将第一混合盐溶液、铝源溶液、氨水和碱液并流加入底液，控制pH进行一步反应；

(2)镍源、钴源和锰源与溶剂混合得到第二混合盐溶液，停止第一混合盐溶液和氨水进料，并流通入草酸溶液和第二混合盐溶液，进行二步反应得到前驱体；

(3)将步骤(2)得到的前驱体和锂源混合，经烧结处理得到所述改性正极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述镍源包括硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述钴源包括硫酸钴、氯化钴或硝酸钴中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述锰源包括硫酸锰、氯化锰或硝酸锰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述铝源包括十八水硫酸铝；

优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液；

优选地，第一混合盐溶液中Ni、Co和Mn的摩尔比为(80～96):(1～10):(1～10)；

优选地，所述第一混合盐溶液中金属离子总的质量浓度为95～105g/L；

优选地，所述铝源溶液中铝离子的摩尔浓度为2～4g/L；

优选地，所述氨水的质量浓度为25～30％；

优选地，所述碱液的质量浓度为16～20％。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一混合盐溶液的流速为7～10L/h；

优选地，所述铝源溶液的流速为1～3L/h；

优选地，所述氨水的流速为0.8～1.5L/h；

优选地，所述碱液的流速为1.2～2.5L/h；

优选地，所述底液包括氨水和碱液；

优选地，所述底液中氨水的质量浓度为2～7g/L；

优选地，所述底液的pH为11.5～11.8。

4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述一步反应的pH为11～11.5；

优选地，所述一步反应的反应终点为反应体系中颗粒的中值粒径D50为2～12μm。

5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述镍源包括硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述钴源包括硫酸钴、氯化钴或硝酸钴中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述锰源包括硫酸锰、氯化锰或硝酸锰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述第二混合盐溶液中Ni、Co和Mn的摩尔比为(20～60):(10～30):(10～30)；

优选地，所述第二混合盐溶液中金属离子总的质量浓度为95～105g/L；

优选地，所述草酸溶液的溶质包括草酸钠、草酸氨或草酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述草酸溶液的质量浓度为50～70g/L。

6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述草酸溶液的流速为2～3L/h；

优选地，所述第二混合盐溶液的流速为8～12L/h；

优选地，所述前驱体的中值粒径D50为3～15μm。

7.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、氯化锂或硝酸锂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述烧结处理的方式包括固相烧结；

优选地，所述烧结处理包括一步烧结和二步烧结；

优选地，所述一步烧结的温度为450～550℃；

优选地，所述一步烧结的时间为4～6h；

优选地，所述二步烧结的温度为600～800℃；

优选地，所述二步烧结的时间为10～16h。