[发明专利]一种锂电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、先将溶液A与碱溶液等速泵入反应容器中，进行共沉淀反应；

S2、待步骤S1进行5~25h后，往溶液A中匀速泵入溶液B，并在泵入溶液B的同时将混合溶液整体与碱溶液等速泵入反应容器中，继续进行共沉淀反应；

S3、待步骤S2完成后，将溶液C和碱溶液等速泵入反应容器中，继续进行共沉淀反应，反应终止后干燥得到前驱体；

S4、将步骤S3得到的前驱体与锂盐混合，烧结后得到所述锂电池正极材料；

所述溶液A为含有水溶性镍盐、水溶性锰盐和水溶性钴盐的混合溶液，其中Ni、Co、Mn的摩尔比=（1-2x）：x：x，其中0＜x≤0.25；

所述溶液B为含有水溶性镍盐、水溶性锰盐和水溶性钴盐的混合溶液，其中Ni、Co、Mn的摩尔比=（1-2y）：y：y，其中0.25≤y＜0.5；且溶液A和溶液B不同；

所述溶液C为钴盐水溶液；

所述碱溶液为含有沉淀剂和络合剂的水溶液；所述沉淀剂选自水溶性氢氧化物中的一种或多种，络合剂为氨水。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，共沉淀反应的时间为10~15h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，溶液A以其所含有的Ni、Co、Mn的总摩尔量计算，溶液B以其所含有的Ni、Co、Mn的总摩尔量计算，步骤S2中往溶液A中泵入溶液B之前，溶液A与溶液B的摩尔比=1：5~5：1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，继续进行共沉淀反应的时间为大于0至20h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，溶液A中Ni、Co、Mn的总摩尔浓度为0.5~3.0mol/L；溶液B中Ni、Co、Mn的总摩尔浓度为0.5~3.0mol/L。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，溶液A和溶液B中Ni、Co、Mn的总摩尔浓度M1与沉淀剂的摩尔浓度M2的比值M1：M2=1:3~3:1，其中沉淀剂的摩尔浓度M2以OH^-计。

7.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，溶液A和溶液B中Ni、Co、Mn的总摩尔浓度M1与络合剂的摩尔浓度M3的比值M1：M3=1:0.25~1:3，其中络合剂的摩尔浓度M3以NH₃计。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性镍盐选自硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍、氯化镍中的一种或多种；水溶性锰盐选自硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、氯化锰中的一种或多种；所述水溶性钴盐选自硫酸钴、硝酸钴、醋酸钴、氯化钴中的一种或多种；所述沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，继续进行共沉淀反应的时间为2~20h，干燥温度为20~200℃。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶液C中的钴盐选自硫酸钴、硝酸钴、醋酸钴、氯化钴中的一种或多种；且溶液C中钴盐的含量为0.5~3mol/L。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，前驱体与锂盐的摩尔比为1:0.8~1:1.5；所述锂盐选自氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氯化锂中的一种或多种。

12.根据权利要求1或11所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述烧结为两段烧结；第一段烧结温度为350~550℃，烧结时间为1~10h；第二段烧结温度为700~1000℃，烧结时间为4~40h。

13.一种锂电池正极材料，其特征在于，所述锂电池正极材料由权利要求1-12任一项所述的制备方法制备得到；所述锂电池正极材料具有核-中间过渡层-壳三层结构，所述中间过渡层中由内至外镍含量逐渐降低，锰钴含量逐渐升高。