[发明专利]一种核壳结构正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳结构的正极材料，其特征在于，其化学通式为Li_zNi_1-x-yCo_xAl_y+λO_2+2λ，所述正极材料由核层和壳层构成，其中，

核层材料为镍钴铝酸锂，镍、钴、铝三种元素摩尔比例为（1-x-y）：x：θ，镍、钴、铝含量在颗粒核层中呈梯度分布，镍和钴含量自颗粒核内向外逐渐降低，铝含量自颗粒核内向外逐渐增高；

壳层材料为铝酸锂，

并且在所述正极材料中，Li元素、Ni元素、Co元素和Al元素的摩尔比为z：（1-x-y）：x：（y+λ），其中，0≤x≤0.4，0<y≤0.15，0＜θ≤0.15，1.0≤z≤1.2，0≤λ≤0.2。

2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料为尺寸10nm-50μm的颗粒。

3.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料具有以下一种或多种特征：

(1)所述正极材料在3.0～4.3V之间充放电，首次放电比容量≥190mAh/g；

(2)所述正极材料循环100次充放电后，放电比容量保持在90%以上。

4.如权利要求1所述正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)提供一混合溶液，所述混合溶液包含镍化合物与钴化合物；

(b)在络合剂和沉淀剂的存在下，将所述混合溶液进行共沉淀反应制备得到镍钴沉淀物前驱体；

(c)将步骤(b)制得的前驱体进行焙烧，得到多孔镍钴氧化物；

(d)在沉淀剂和铝化合物的存在下，在多孔镍钴氧化物上进行沉淀反应，得到包覆有氢氧化铝的镍钴氧化物，其中，铝元素与镍钴氧化物的摩尔比为（y+λ）：1；

(e)将步骤(d)制得的包覆有氢氧化铝的镍钴氧化物与锂化合物混合后，在空气或氧气中进行焙烧，得到锂镍钴铝氧正极材料。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

步骤(a)中，所述的镍化合物选自氯化镍、硫酸镍、硝酸镍或草酸镍；和/或

步骤(a)中，所述的钴化合物选自氯化钴、硫酸钴、硝酸钴或草酸钴；和/或

步骤(a)中，所述的混合溶液为混合物的水溶液，所述混合物的水溶液的浓度为0.05～10mol/L。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

步骤(b)中，所述的络合剂选自氨水、柠檬酸、草酸、碳酸氢钠或其组合；和/或

步骤(b)中，所述的沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、草酸钠或其组合；和/或

步骤(b)中，所述的沉淀剂以水溶液的形式存在，沉淀剂的浓度为0.01～10mol/L。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，焙烧温度为200～1200℃，焙烧时间为0.1～48h。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

步骤(d)中，所述的沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、草酸钠或其组合；和/或

步骤(d)中，所述的铝化合物以溶液的形式存在，铝化合物溶液的浓度为0.05～10mol/L；和/或

步骤(d)中，铝化合物选自：氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、草酸铝、异丙醇铝或其组合。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

步骤(e)中，所述的锂化合物选自氧化锂、氢氧化锂、草酸锂、碳酸锂、硝酸锂、乙酸锂或其组合；和/或

步骤(e)中，所述锂化合物与表面包覆有氢氧化铝的镍钴氧化物的摩尔比为1:1～1.2:1。

10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

步骤(e)中，所述焙烧为分段焙烧方式，包括第一阶段焙烧和第二阶段焙烧，第一阶段焙烧温度为300～650℃，焙烧时间为1～10小时，升温速率为1℃/min～10℃/min，第二阶段焙烧温度为700～1000℃，焙烧时间为2～36小时，升温速率为1℃/min～10℃/min。