[发明专利]一种特殊单晶结构的三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种特殊单晶结构的三元正极材料，该正极材料的通式为：LiNi_xCo_yMn_zM_vO₂，其中x+y+z=1，0.2≤x≤0.6，0.1≤y≤0.4，0.2≤z≤0.5，0.01≤v≤0.03，M为Ti、Zn、Cr、F中的一种元素。

2.一种特殊单晶结构的三元正极材料的制备方法，包括以下两个步骤：

步骤一：制备前驱体，即单晶结构镍钴锰氧化物；

按照摩尔比x:y:z称取镍、钴、锰化合物并溶于水溶液中，在不断搅拌的条件下加入氨水调节溶液pH，pH的范围值控制在为8~10之间，再将该溶液倒入反应釜内，将反应釜放入马弗炉内烧结，烧结的温度范围为300~500℃，烧结的时间为12~15h之间，然后冷却、清洗、研磨得到前驱体；

步骤二：制备单晶结构镍钴锰三元材料；

按照摩尔比1：1.0~1.09：v称取锂盐、前驱体、M的化合物，将锂盐、前驱体与M化合物均匀混合，再进行分段烧结，烧结过程中有气氛保护，烧结的温度曲线为500~550℃烧结2~3小时，820~1020℃烧结8~10小时，冷却、研磨，得到单晶结构镍钴锰三元材料LiNi_xCo_yMn_zM_vO₂。

3.根据权利要求2所述的一种特殊单晶结构的三元正极材料的制备方法，包括以下两个步骤：

步骤一：按照Ni:Co:Mn=1：1：2的摩尔比准确称取200克硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰溶解于一定量的水中，配置溶液，然后将氨水缓慢滴加至溶液中至pH为9，将溶液倒入反应釜中，将反应釜放入马弗炉内385℃烧结17h，冷却、清洗、烘干、研磨，得到单晶结构前驱体，即镍钴锰氧化物；

步骤二：按照Li与镍、钴、锰三素总和的摩尔比1.01：1，称取碳酸锂，F与镍、钴、锰三素总和比为0.01：1称取氟化锂，将碳酸锂、镍钴锰氧化物及氟化锂均匀混合，再进行分段烧结，烧结过程中气氛保护，500℃烧结3小时，冷却、研磨；再次920℃烧结11小时，冷却、研磨，得到单晶结构三元材料LiNi_0.25Co_0.25Mn_0.5F_0.01O₂。

4.根据权利要求2所述的一种特殊单晶结构的三元正极材料的制备方法，包括以下两个步骤：

步骤一：按照Ni:Co:Mn=1：1：2的摩尔比准确称取200克硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰溶解于一定量的水中，配置溶液，然后将氨水缓慢滴加至溶液中至pH为9，将溶液倒入反应釜中，将反应釜放入马弗炉内420℃烧结15h，冷却、清洗、烘干、研磨，得到单晶结构前驱体，即镍钴锰氧化物；

步骤二：按照Li与镍、钴、锰三素总和的摩尔比1.02：1，称取碳酸锂，Cr与镍、钴、锰三素总和比为0.02：1称取氟化锂，将碳酸锂、镍钴锰氧化物及硝酸铬均匀混合，再进行分段烧结，烧结过程中气氛保护，500℃烧结3小时，冷却、研磨；再次920℃烧结11小时，冷却、研磨，得到单晶结构三元材料LiNi_0.25Co_0.25Mn_0.5Cr_0.02O₂。

5.根据权利要求2所述的一种特殊单晶结构的三元正极材料的制备方法，包括以下两个步骤：

步骤一：按照Ni:Co:Mn=1：1：2的摩尔比准确称取200克氯化镍、氯化钴、氯化锰溶解于一定量的水中，配置溶液，然后将氨水缓慢滴加至溶液中至pH为9，将溶液倒入反应釜中，将反应釜放入马弗炉内350℃烧结17h，冷却、清洗、烘干、研磨，得到单晶结构前驱体，即镍钴锰氧化物；

步骤二：按照Li与镍、钴、锰三素总和的摩尔比1.02：1，称取氢氧化锂，Cr与镍、钴、锰三素总和比为0.02：1称取氟化锂，将碳酸锂、镍钴锰氧化物及硝酸铬均匀混合，再进行分段烧结，烧结过程中气氛保护，480℃烧结3小时，冷却、研磨；再次870℃烧结11小时，冷却、研磨，得到单晶结构三元材料LiNi_0.25Co_0.25Mn_0.5Ti_0.02O₂。