[发明专利]一种快离子导体改性锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种快离子导体改性锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述改性锂离子电池正极材料是以镍钴锰酸锂为基体，在所述基体表面包覆有NASICON型快离子导体材料；所述基体的中位粒径为7～12μm，其制备方法包括以下步骤：

(1)将质量比为(2～8)：1的大粒径镍钴锰酸锂和小粒径镍钴锰酸锂球磨混合制备中位粒径为7～12μm的镍钴锰酸锂，其中，所述大粒径镍钴锰酸锂是指中位粒径为10～14μm的镍钴锰酸锂，小粒径镍钴锰酸锂是指中位粒径为4～7μm的镍钴锰酸锂；

(2)将钛源加入到络合剂水溶液中，并加入氨水，搅拌均匀，搅拌过程控制溶液的pH为3～9，静置，待溶液分层后取下层溶液备用；

(3)按照化学计量比，称取锂源、A元素盐和磷酸盐加入络合剂水溶液中，搅拌至完全溶解；A为Al、Cr、Fe、La、Y、Ga、In和Sc中的一种或多种；

(4)将步骤(1)所制备的中位粒径为7～12μm的镍钴锰酸锂加入步骤(2)所备用的下层溶液中，搅拌，在搅拌的同时向其中逐滴加入步骤(3)所获得的溶液；

(5)在50～80℃恒温水浴条件下，对步骤(4)中所得到的溶液继续搅拌30～90min，搅拌过程中不断加入酸溶液和氨水，使溶液pH值控制在3～9；

(6)将步骤(5)得到的溶液进行烘干，然后进行热处理，即得到快离子导体改性锂离子电池正极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰酸锂为掺杂元素M的镍钴锰酸锂，其分子式为Li_xNi_aCo_bMn_cM_dO₂，其中，1.0x≤1.1，0.3a≤0.8，0.1≤b0.4，0.1≤c0.4，0≤d≤0.1，且a+b+c+d＝1，M为Mg、Al、Zr、Ti、Cr、Fe、La、Zn和V中的一种或多种；所述NASICON型快离子导体材料的分子式为Li_1+yA_yTi_2-y(PO₄)₃，其中，0.6≥y＞0。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述NASICON型快离子导体材料占基体重量比为0.01％～1％。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，中位粒径为7～12μm的镍钴锰酸锂是由中位粒径为10～14μm的镍钴锰酸锂和中位粒径为4～7μm的镍钴锰酸锂按照质量比为(2～8)：1的量球磨1～10小时后获得的。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，搅拌的时间为2～8h；静置的时间为4～12h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，搅拌的时间为10～60min。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中，烘干的温度为70～150℃，烘干的时间为2～8h；热处理在空气气氛中进行，热处理的温度为500～900℃，热处理的时间为4～18h。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述络合剂为草酸、柠檬酸、酒石酸、磺基水杨酸、EDTA中的一种或多种；

所述钛源为钛酸四丁酯、异丙醇钛、钛酸四乙酯中的任一种；

所述锂源为氢氧化锂、草酸锂、硝酸锂中的一种或多种；

所述A元素盐为含有元素A的草酸盐、硝酸盐、乙酸盐中的一种或多种；

所述磷酸盐为磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二胺中的一种或多种；

所述酸溶液为盐酸、硫酸、硝酸、乙酸中的一种或多种。