[发明专利]一种高容量锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述高容量锂离子电池正极材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将NiSO₄·6H₂O,CoSO₄·7H₂O和Al(NO₃)₃·9H₂O溶解于适量去离子水中，配得摩尔比为Ni²⁺:Co²⁺:Al³⁺＝(1-x-y-m):x:y＝(1-m):0:0的1.5mol/L富镍溶液A，0.1≤m≤0.4；

步骤二，将NiSO₄·6H₂O,CoSO₄·7H₂O和Al(NO₃)₃·9H₂O按摩尔比为Ni²⁺:Co²⁺:Al³⁺＝m:x:y＝(20m):3:1溶解于适量去离子水中，配得等体积的贫镍溶液B，0.1≤m≤0.4；

步骤三，将溶液A以10mLmin～10L/min的速度V加入溶液B中，强烈搅拌使其混合均匀；

步骤四，同时将混合好的溶液在N₂保护下以两倍于溶液A的速度2V加入反应槽中，使等体积的A液和B液同时耗尽；

步骤五，同时向步骤四所得混合溶液中并流滴加氨水和4mol/L的NaOH溶液，调节pH值为11.0，同时控制好反应温度为50℃和搅拌速度为600rpm；

步骤六，将步骤五所得共沉淀液静置陈化12h，将陈化液过滤和多次洗涤后，在105℃下真空干燥24h；

步骤七，将步骤六所得干燥前驱体与锂源充分混合，混匀后压制成型；

步骤八，将步骤七所得成型产品于450～550℃下预烧4h～8h，在氧气气流或富氧空气气流下680℃～850℃温度下烧结16h～24h，即得到目标产物LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂。

2.如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，0<x≤0.2,0≤y≤0.1,0<x+y≤0.3，x≥3y。

3.如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源原料、镍源原料、钴源原料与铝源原料的摩尔比为(1.05～1.15)∶(1-x-y)∶x∶y，x≥3y。

4.如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂正极材料系采用液相法结合固相法制备。

5.如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源原料为氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、柠檬酸锂、草酸锂中的至少一种。

6.如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍源原料为硝酸镍、硫酸镍、氧化镍、氯化镍、氢氧化镍、醋酸镍中的至少一种。

7.如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述钴源原料为硝酸钴、硫酸钴、氧化钴、氯化钴、氢氧化钴、醋酸钴中的至少一种。

8.如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述铝源原料为硝酸铝、氧化铝、硫酸铝、氯化铝、三氟化铝、磷酸铝中的至少一种。

9.一种如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法制备的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂，钴、铝掺杂取代镍的三元层状正极材料。

10.一种如权利要求1所述的高容量锂离子电池正极材料的制备方法制备的锂离子电池正极材料，其特征在于，所得到的正极材料是一种表面和体相Co和Al浓度可控的梯度正极材料。