[发明专利]一种高镍三元锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的高镍三元锂离子电池正极材料的化学组成为Li_mNi_xCo_yMn_zM_1-x-y-zO₂,其中1≤m≤1.2；0.5≤x≤0.9；0≤y≤0.3；0≤z≤0.2；0≤1-x-y-z≤0.1；M选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡金属及稀土元素中的一种或多种；所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将可溶性的镍、钴、锰及M盐配成金属离子的溶液；分别将沉淀剂、络合剂配成溶液；

（2）在合适的反应温度下，在搅拌和惰性气体保护下，将金属离子的溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液缓慢混合，得到反应液，控制反应液的pH值，经过生长、陈化、过滤、洗涤、干燥，得到一种高镍三元正极材料的前驱体；其中，所述络合剂的物质的量与总金属离子物质的量之比为2-6:1；所述沉淀剂的物质的量与总金属离子物质的量之比为2-4:1；

（3）得到的前驱体与锂盐混合后进行高温烧结，得到一种高镍三元正极材料Li_mNi_xCo_yMn_zM_1-x-y-zO₂，其中1≤m≤1.2；0.5≤x≤0.9；0≤y≤0.3；0≤z≤0.2；0≤1-x-y-z≤0.1；其中，

所述正极材料的颗粒分布的跨度[(D90-D10)/D50]1.05到1.70之间；所述正极材料在0.2C倍率下放电比容量在190mAh/g到205mAh/g之间。

2.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：材料具有层状的晶体结构。

3.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：材料具有球型的颗粒形貌。

4.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：材料的振实密度在2.40 g/cm³到2.80 g/cm³之间。

5.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：步骤1)中所述可溶性的镍盐为氯化镍、草酸镍、硫酸镍、硝酸镍或乙酸镍中的至少一种；可溶性的钴盐为氯化钴、草酸钴、硫酸钴、硝酸钴或乙酸钴中的至少一种；可溶性的锰盐为氯化锰、草酸锰、硫酸锰、硝酸锰或乙酸锰中的至少一种;可溶性的M盐为氯化盐、草酸盐、硫酸盐、硝酸盐或乙酸盐中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：步骤1)中所述沉淀剂为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂中的至少一种；步骤1)中所述络合剂为氨、碳酸铵或碳酸氢铵中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：步骤1)中所述金属离子的物质的量的浓度为0.1-2 mol/L；沉淀剂的物质的量的浓度为1-10mol/L；络合剂的物质的量的浓度为1-10mol/L。

8.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：步骤2)中反应保持在50-65℃；惰性气体为氮气或者氩气；反应液pH控制在10.6-11.8；搅拌速度为400-1000转每分钟；洗涤完后保持在80-100℃干燥。

9.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：步骤3)中所述的锂盐为氢氧化锂或碳酸锂中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的一种高镍三元锂离子电池正极材料，其特征在于：步骤3)中所述的锂盐中Li的物质的量与前驱体中总的金属离子的物质的量的比为1.5-1:1。