[发明专利]一种高电压低钴三元正极材料、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种高电压低钴三元正极材料，所述正极材料具有通式Li_aNi_bCo_cMn_dO₂，其中，0.97≤a≤1.1，0.5≤b≤0.76，0≤c≤0.1，0.24≤d≤0.5，b+c+d＝1，且c0.35d。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述正极材料具有锂镍混排率(σ)2≤σ≤7。

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其中，以容量计，在3-4.3V的工作电压范围下，所述正极材料0.1C容量不高于185mAh/g；在3-4.5V的工作电压范围下，0.1C容量不高于210mAh/g。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的正极材料，其中，所述正极材料在大于等于4.3V工作电压下使用，优选地，在大于等于4.35V工作电压下使用，更优选地，在大于等于4.40V工作电压下使用。

5.如权利要求1-4中任一项所述的高电压低钴三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将NiSO₄·6H₂O、MnSO₄·H₂O和CoSO₄·7H₂O溶解于去离子水中，得到盐溶液；

步骤2：向反应容器中加入去离子水，并向去离子水中加入浓氨水，配制为含氨水的底液；将步骤1所得盐溶液，以及氢氧化钠溶液和浓氨水分别同时滴加到所述底液中；反应容器设置一个溢流口，随着盐溶液、氢氧化钠溶液和浓氨水的滴加，不断的溢流，直到反应容器中的颗粒粒度D₅₀达到目标粒度；

步骤3：将反应容器中的浆料全部取出并进行固液分离，用去离子水洗涤，烘干，得到镍钴锰氢氧化物前驱体；

步骤4：将镍钴锰氢氧化物前驱体与LiOH·H₂O或碳酸锂混合均匀；

步骤5：将步骤4所得混合物在氧气气氛下进行烧结，得到低钴三元正极材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中步骤2中，控制盐溶液的滴加速度为300mL/h至500mL/h；控制浓氨水的滴加速度为6mL/h至10mL/h，氢氧化钠溶液的滴加速度控制为使得整体反应溶液的pH为10.00至13.00。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中步骤2中使用的含氨水的底液为含0.1-0.8M氨水的底液，优选为含0.3-0.5M氨水的底液；步骤2中使用的浓氨水为浓度20％-28％的氨水溶液，优选浓度25％的氨水溶液；步骤2中使用的氢氧化钠溶液为浓度30％-42％的氢氧化钠溶液，优选浓度32％的氢氧化钠溶液。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其中步骤2获得的颗粒粒度D₅₀的目标粒度为3-20μm。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其中步骤4中镍钴锰氢氧化物前驱体与LiOH·H₂O或碳酸锂的摩尔比为1:1.01至1:1.10，优选1:1.02至1:1.05。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的制备方法，其中步骤5中烧结温度为700℃至1000℃；烧结时间为10小时至14小时。

11.根据权利要求5-10中任一项所述的制备方法，其中，在步骤4中进行掺杂处理，包括在步骤4中添加含Ca、Mg、Zr、Sr、Na、Si、Al、La、W、B、Fe、Cu、K、Ge、Nd、Nb、Mo、Y或Ce元素的化合物中的一种或多种。