[发明专利]一种高镍低钴三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高镍低钴三元正极材料，其特征在于，化学通式为Li[Ni_0.975Co_0.0125Mn_0.0125]_1-xM_xO₂，x为摩尔百分比，0.01≤x≤0.05，M为Sc,Y,Zr,Ti,Mg或Al中的一种或几种组合。

2.根据权利要求1所述的高镍低钴三元正极材料，其特征在于，化学式为Li[Ni_0.975Co_0.0125Mn_0.0125]_0.9875Sc_0.0125O₂。

3.权利要求1或2所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照Ni、Co和Mn的摩尔比为0.975:0.0125:0.0125分别称取镍源原料、钴源原料和锰源原料，混合，将其置于去离子水中，加热至50-80℃，搅拌溶解，得溶液A；

(2)向氢氧化钠溶液中通入氮气，然后加入等体积的氨水溶液，搅拌混匀，得溶液B；

(3)将M源原料溶于去离子水或乙醇中，得浓度为0.125mol/L的溶液C；

(4)在氮气环境下，将溶液B加入到溶液A中，使Ni_0.975Co_0.0125Mn_0.0125和NaOH的摩尔比为0.5-1.5:1.5-2.5，调节溶液pH值为11-12，然后进行反应，反应温度为50-80℃，反应时间为2-8h；

(5)在氮气环境下，将步骤(4)所得物进行抽滤，然后用50-60℃的去离子水洗涤，接着再用无水乙醇洗涤抽滤一次，最后于120-150℃干燥，得镍钴锰的氢氧化物前驱体；

(6)将镍钴锰的氢氧化物前驱体与锂源原料混合，加入溶液C，研磨混匀，干燥，再研磨，然后在氧气气氛下以2-5℃/min的速度将温度升至450-750℃，预烧6-10h，接着以2-3℃/min的速度将温度升至750-950℃，焙烧15-20h，再以2-5℃/min的速度将温度降至300-500℃，最后自然冷却至室温，制得。

4.根据权利要求3所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，镍源原料为硝酸镍、硫酸镍、乙酸镍、氯化镍、氢氧化镍和镍的氧化物中的至少一种；钴源原料为硝酸钴、硫酸钴、乙酸钴、氯化钴、氢氧化钴和钴的氧化物中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，锰源原料为硝酸锰、硫酸锰、乙酸锰、氯化锰、氢氧化锰和锰的氧化物中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，锂源原料为碳酸锂、硝酸锂、乙酸锂、氢氧化锂和氯化锂中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，M源原料为M元素的硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、氯化物、氢氧化物和氧化物中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中氢氧化钠溶液的浓度为4.0mol/L。

9.根据权利要求3所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中镍钴锰的氢氧化物前驱体的摩尔和M的摩尔总和与锂源原料的摩尔比为1:1.05-1.20。

10.根据权利要求9所述的高镍低钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中镍钴锰的氢氧化物前驱体的摩尔和M的摩尔总和与锂源原料的摩尔比为1:1.08。