[发明专利]一种包覆改性的锂离子多元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种包覆改性的锂离子多元正极材料,其特征在于：正极材料的化学通式为：LipNixCoyMn1-x-yMmO2，其中0.95≤p≤1.15，0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1，0.01≤m≤0.10，M为掺杂剂，包覆材料为N，N所占基材总质量的0.05～5wt%；所述的锂离子二次电池的正极材料是为一次粒子聚集而成的二次粒子或一次粒子，或一次粒子与二次粒子的混合粒子构成。

2.实现权利要求1所述的一种包覆改性的锂离子多元正极材料的制备方法,其特征在于：制备方法包括以下步骤：

A、锂离子二次电池正极材料前驱体的制备：

a、溶液的配制：按摩尔比Ni：Co ：Mn=x：y：1-x-y配制成混合盐溶液L1，使该盐溶液中金属离子浓度为0.5～3mol/L；配制浓度为1.5～12mol/L的碱溶液，配制浓度为0.5～5mol/L的络合剂溶液，其中0≤x≤1，0≤y≤1；

b、初液的配制：在反应容器中注入纯水，并用碱溶液调节溶液的pH值，并保持反应容器内的温度为40～80℃，同时通入惰性气体，并贯穿整个反应过程；

c、前驱体的反应：向反应容器内加入L1溶液，控制流速为5～30L/min，同时缓慢加入适量络合剂和碱溶液，保持反应容器内的温度为40～80℃，调节搅拌速度为120～950r/min；

d、固液分离：将步骤c中物料进行表面处理，合成的多元正极材料前驱体转至熟成槽进行固液分离，用去离子水洗涤固液分离所得的多元正极材料前驱体，干燥即得所需的多元前驱体S1，S1的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2；

B、锂离子二次电池正极材料的制备：

e、烧结：将锂源物质、S1和掺杂剂M物质按照分子式LipNixCoyMn1-x-yMmO2中的比例进行混合，其中0.95≤p≤1.15，0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1，0.01≤m≤0.10，M为掺杂剂， 控制烧结温度为550～950℃，烧结时间为4～40h，烧结过程通入空气或者氧气，将烧结后的物料经破碎、分级、除铁等工艺处理，得到材料A；

f、表面处理：将材料A进行水洗处理以降低碱含量，物质A与水的比例范围为1:0.3～1:3，水洗后将物料干燥过筛；

g、包覆：以f处理后的物料或物质A为基体，在基体上使用镁的化合物或者氧化物与硼的氧化物或者化合物进行按照一定比例混合包覆，包覆方法为干式包覆；

h、二次或多次烧结：将经过g包覆好的物料进行烧结，烧结主温度控制在300～800℃，主温区烧结时间为3～25 h，烧结过程中需通入空气或者氧气，烧结后得到包覆N,即硼酸镁的多元正极材料，N所占基材总质量的0.05～5wt%; 根据产品性能要求，可以进行三次以上烧结，烧结条件同二次烧结；烧结后的物料按照需要进行破碎、分级、过筛、除铁等工艺处理。

3.根据权利要求2所述的一种包覆改性的锂离子多元正极材料的制备方法,其特征在于：所述步骤a中碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或一种以上的混合溶液；络合剂为氨水、碳酸氢氨、硫酸铵、碳酸铵、柠檬酸和乙二胺四二酸二钠中的一种或一种以上混合溶液。

4.根据权利要求2所述的一种包覆改性的锂离子多元正极材料的制备方法,其特征在于：所述步骤a中镍盐、钴盐溶液为硫酸盐、硝酸盐和氯化盐中的一种或一种以上混合溶液。

5.根据权利要求2所述的一种包覆改性的锂离子多元正极材料的制备方法,其特征在于：所述步骤b中PH值调节至8.5～13.5。