[发明专利]一种高电压锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高电压锂离子电池正极材料，其特征在于：它的化学式为LiNi_mCo_nMn_1-m-nO₂,其中，0.1≤m<1；0≤n≤0.5；0<m+n<1。

2.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，该材料的形貌为粒度分布均匀的小单晶颗粒。

3.根据权利要求2所述的高电压锂离子电池正极材料，其特征在于：颗粒的粒度分布为3.0≤D₁₀≤6.0；6.0≤D₅₀≤13.0；10.0≤D₉₀≤20.0；1.0≤(D₉₀-D₁₀)/D₅₀≤2.0。

4.一种如权利要求1至3所述高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、层状(Ni_mCo_nMn_1-m-n)(OH)₂前驱体的制备，包括：

1-1、以摩尔比Ni:Co:Mn＝m:n:1-m-n的比例配制0.5-2.5M的镍钴锰材料盐溶液1-100L，其中，0.1≤m<1；0≤n≤0.5；0<m+n<1；

1-2、以0.01-1L/min的速率向反应釜中匀速加入配制好的该盐溶液，通过2-10M的氢氧化钠溶液在pH值在10-12的条件下进行共沉淀反应得到前驱体固液混合物，沉淀固体分子式为(Ni_mCo_nMn_1-m-n)(OH)₂其中，0.1≤m<1；0≤n≤0.5；0<m+n<1；

1-3、在所有盐溶液完全注入反应釜后停止反应，固液混合物通过离心过滤分离，洗涤至中性后在80-200℃下烘干4-10h，得到分子式为(Ni_mCo_nMn_1-m-n)(OH)₂(其中，0.1≤m<1；0≤n≤0.5；0<m+n<1)的前驱体；

步骤二、制备小颗粒三元前驱体，包括：

2-1、使用粉碎机将上述前驱体破碎为粒径为0.5-3μm的颗粒，破碎过程中使用分散剂以避免细小颗粒团聚；

2-2、破碎后的前驱体在120℃烘干；

步骤三、制备单晶氧化物颗粒，包括：

3-1将步骤二制得的小颗粒前驱体置于马弗炉中进行预烧结处理，其处理温度为700-1200℃；

3-2将预烧结处理后的小颗粒前驱体进一步破碎过筛得到单晶氧化物颗粒，其分子式为(Ni_mCo_nMn_1-m-n)₂O₃，其中，0.1≤m<1；0≤n≤0.5；0<m+n<1；

步骤四、制备单晶LiNi_mCo_nMn_1-m-nO₂颗粒；

4-1、称取步骤三制得的单晶氧化物颗粒，并按照Li:M＝1.05-1.20的摩尔比称取锂盐，其中，M为过渡金属；

4-2、按照单晶氧化物颗粒和锂盐总质量与混料球的质量比为1：(1～2)的比例称取混料球；

4-3、将称好的单晶氧化物颗粒和锂盐与混料球一起放入混料机中，混料2-8小时，直至单晶氧化物颗粒和锂盐混合均匀；

4-4、将上述混合均匀的单晶氧化物颗粒和锂盐置于马弗炉中进行多段焙烧，其焙烧温度300-1200℃，焙烧时间8-30h，多段焙烧后经冷却、破碎、过筛得到单晶形貌的粉体颗粒LiNi_mCo_nMn_1-m-nO₂。

5.根据权利要求4所述高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1-1中的镍钴锰材料盐溶液，包括镍盐、钴盐和锰盐均为易溶于水的硫酸盐、氯酸盐、硝酸盐、醋酸盐。