[发明专利]表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种橄榄石型结构LiN_xPO₄表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取镍盐、钴盐和M金属盐分别溶解于去离子水中，配制成浓度均为0.1-1mol/L的盐溶液；所述镍盐、钴盐和M金属盐是按照高镍层状正极材料前驱体化学式Ni_aCo_bM_1-a-b(OH)₂中Ni、Co和M元素的摩尔比称取，其中，a、b为摩尔数，0.5≤a≤1，0≤b≤0.2且0.5≤a+b≤1，M为金属离子Al、Mn和V中的一种或多种；

2)将碱性溶液和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液；其中，碱性溶液浓度为1-5mol/L，氨水的摩尔浓度为0.5-2.5mol/L；

3)将步骤2)所得的混合碱溶液加入到反应釜中，混合碱溶液的体积占反应釜容积50％-80％，并且控制反应釜中液体的pH值在8-14之间、温度在40-90℃之间；

4)将步骤1)配制好的镍盐、钴盐和M金属盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中反应釜中液体的的pH值在8-14之间、温度在40-90℃之间；

5)待镍盐、钴盐和M金属盐完全加入，静置陈化12-24小时后，然后将沉淀过滤、洗涤、烘干；

6)将步骤5)烘干后的沉淀物与锂盐均匀混合，沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1至1：1.1；并在450-600℃预烧3-8小时，然后在650-1000℃煅烧10-24小时，即得到纯相锂离子电池高镍层状正极材料LiNi_aCo_bM_1-a-bO₂；

7)将锂源、N过渡金属源、磷源、添加剂按照摩尔比1：x：1：(0.1-2)全部溶于去离子水中，溶液浓度为0.1-5mol/L，然后加入步骤6)所得的纯相锂离子电池高镍层状正极材料，在80-120℃下将去离子水蒸干，形成凝胶；

8)将步骤7)所得凝胶在100-120℃下真空烘干，破碎，在300℃-500℃的保护气氛下烧结2-6小时，即得到橄榄石型结构LiN_xPO₄表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料LiNi_aCo_bM_1-a-bO₂。

2.根据权利要求1所述的橄榄石型结构LiN_xPO₄表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述镍盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、草酸镍和醋酸镍中的一种或多种；钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、草酸钴和醋酸钴中的一种或多种；M金属盐为锰盐、铝盐、钒盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的橄榄石型结构LiN_xPO₄表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的橄榄石型结构LiN_xPO₄表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠与氨水的摩尔比为2：1。

5.根据权利要求1所述的橄榄石型结构LiN_xPO₄表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法，其特征在于：步骤6)所述的锂盐为氢氧化锂、碳酸锂、氟化锂和醋酸锂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的橄榄石型结构LiN_xPO₄表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法，其特征在于：步骤6)中是以2-10℃/min的升温速率升温到450-600℃，保温3-8小时，然后再以3-8℃/min的升温速率升温到650-1000℃，保温10-24小时。