[发明专利]一种包覆型高镍锂正极材料及其制备工艺

说明书

本发明提供一种包覆型高镍锂正极材料及其制备工艺，属于锂离子电池材料技术领域，本发明制得的包覆型高镍锂正极材料表面覆盖了一层具有Fd‑3m空间群结构特性的Co系氧化物包覆层，该包覆层化学式为Asubgt;x/subgt;Cosubgt;y/subgt;Osubgt;4/subgt;，A为Crsupgt;3+/supgt;、Nisupgt;2+/supgt;、Znsupgt;2+/supgt;、Tisupgt;3+/supgt;、Alsupgt;3+/supgt;、Mgsupgt;2+/supgt;、Fesupgt;2+/supgt;、Mnsupgt;2+/supgt;中的任意一种，0.10≤x/(x+y)≤0.50，x+y＝3。通过本发明制备工艺制得的包覆型高镍锂正极材料不易与空气反应、导电性良好，且制备方法简单，在解决高镍锂复合物对空气极其敏感的同时，降低了材料的加工难度，提升了材料的综合电性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种包覆型高镍锂正极材料及其制备工艺。

背景技术

高镍锂复合物正极材料由于具有较高的Ni含量(摩尔数与总金属的比值≥60％)，可参与电化学反应的电子数远大于常规的中低镍及无镍锂复合物，因此具有较高的比能量及比容量。但该材料在充放电过程中结构不稳定，容易转变为尖晶石相和岩盐相，导致循环容量衰减过快；且其表面残碱高，易吸水，加工性能差，热稳定性及安全性能较差；这些缺点在一定程度上阻碍了高镍锂复合物的商业化进程。

现有技术中，在高镍锂复合物材料表面包覆一层适量且具有电化学活性的单一钴化合物，能够很好地解决上述技术问题，从而有效降低材料表面残碱，改善材料加工性能，提高材料倍率性能及安全性能。但是，目前已工业化使用的单一钴化合物包覆技术存在包覆层活性偏低、包覆层电阻大及成本高的问题。

因此，需要提供一种包覆型高镍锂正极材料及其制备工艺，以解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种包覆型高镍锂正极材料及其制备工艺，解决了现有传统钴化合物包覆所存在的包覆层活性偏低及包覆层电阻大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种包覆型高镍锂正极材料的制备工艺，采用如下技术方案：

一种包覆型高镍锂正极材料的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1、包覆Co系氢氧化物：将待包覆高镍锂复合物和去离子水在搅拌釜中进行第一次搅拌分散，得到悬浮浆料体系，之后将Co离子和A离子混合水溶液匀速加入所述悬浮浆料体系中，加入分散剂，进行第二次搅拌包覆，第二次搅拌包覆结束后进行滤液分离，得到含水锂复合物A及滤液B；

步骤2、滤液浓缩：将步骤1所得滤液B蒸发浓缩去除一定水分，得到含有Co离子、A离子、Li离子的离子回收液C；

步骤3、离子回收、包覆Co系氧化物：将步骤2所得离子回收液C、步骤1所得含水锂复合物A和无水乙醇在高速搅拌混合器中搅拌混合，得到混合悬浊液，使用蠕动泵将所述混合悬浊液泵入离心式喷雾干燥器中，待离心式喷雾干燥器的物料收集罐内粉末冷却，取出，即得包覆型高镍锂正极材料。

进一步的，所述步骤1中，第一次搅拌分散时，搅拌釜的罐体自转速度为5-40rpm，搅拌釜的桨叶转速为5-500rpm；

所述步骤1中，第二次搅拌包覆时，搅拌釜的罐体自转速度为2-20rpm，搅拌釜的桨叶转速为2-200rpm，且第二次搅拌包覆时搅拌釜的罐体自转速度小于第一次搅拌分散时搅拌釜的罐体自转速度，第二次搅拌包覆时搅拌釜的桨叶转速小于第一次搅拌分散时搅拌釜的桨叶转速。

进一步的，所述步骤1中，Co离子的离子半径和A离子的离子半径满足以下关系式：0.70≤r_A/r_Co≤1.50；A离子的氧化数与Co离子的氧化数的比值为1.00-1.50。