[发明专利]一种双梯度包覆的高镍三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种双梯度包覆的高镍三元正极材料，其特征在于，所述正极材料包括内核层和包覆层，其中所述内核层为高镍三元正极材料；包覆层的包覆材料渗入内核层形成第一浓度梯度，内核层由内层至外层所述包覆材料浓度逐渐增大；所述包覆层的包覆材料形成第二浓度梯度，所述包覆层由内层向外层Al浓度逐渐减小，Ti浓度逐渐增大；

所述包覆材料为Ti_m:LiAl_nO₂，其中0＜m＜1，0＜n＜1；

所述双梯度包覆的高镍三元正极材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将高镍三元正极材料氢氧化物前驱体与锂源混合预处理，再进行烧结得到内核材料；

（2）将步骤（1）得到的内核材料分散于去离子水中形成正极材料分散液，将配制好的钛溶液输入到铝溶液中形成铝钛混合溶液，将铝钛混合溶液输入到正极材料分散液中，同时在正极材料分散液内加入沉淀剂，搅拌、烘干、热处理得到所述双梯度包覆的高镍三元正极材料；

步骤（2）所述输入为动态添加过程，铝钛混合溶液中钛离子浓度和铝离子浓度是不断变化的，铝离子浓度逐渐减小，钛离子浓度逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述高镍三元正极材料的化学式为Li_1±zNi_1-x-yCo_xM_yO₂，其中M为Al和/或Mn，0.02≤x≤0.2，0.02≤y≤0.2，0≤z≤0.2。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料中包覆材料的质量百分数为0~5wt%，不包括0。

4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（1）所述预处理的温度为300~600℃。

5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（1）所述预处理的温度为3~10h。

6.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（1）所述烧结的温度为700~1000℃。

7.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（1）所述烧结的时间为6~15h。

8.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（1）所述锂源包括碳酸锂、单水氢氧化锂、醋酸锂或硝酸锂中任意一种或至少两种的组合。

9.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（2）所述铝溶液包括硝酸铝、氯化铝、氟化铝或异丙醇铝中任意一种或至少两种的组合的溶液。

10.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（2）所述钛溶液包括钛酸四丁酯、钛酸甲酯、钛酸乙酯、硫酸钛或硫酸氧钛中任意一种或至少两种的组合的溶液。

11.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（2）所述沉淀剂为单水氢氧化锂、氢氧化钠或氨水中任意一种或至少两种的组合。

12.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（2）所述热处理的温度为300~800℃。

13.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤（2）所述热处理的时间为2~10h。

14.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将高镍三元正极材料氢氧化物前驱体与锂源混合在300~600℃下预处理3~10h，再于700~1000℃下进行烧结6~15h得到内核材料；

（2）将步骤（1）得到的内核材料分散于去离子水中形成正极材料分散液，将配制好的钛溶液输入到铝溶液中形成铝钛混合溶液，将铝钛混合溶液输入到正极材料分散液中，同时在正极材料分散液内加入沉淀剂，搅拌、烘干、300~800℃下热处理2~10h得到所述双梯度包覆的高镍三元正极材料。