[发明专利]一种无钴富锂三元正极材料NMA及其制备方法

权利要求书

1.一种无钴富锂三元正极材料NMA，其特征在于：所述无钴富锂三元正极材料NMA的化学式为Li_1+PNi_1-x-y-zMn_xAl_yM_zO₂，其前驱体化学式为Ni_1-x-y-zMn_xAl_yM_z(OH)₂ ，其中：0.03＜P＜0.3，0.1＜X＜0.6，0.01＜Y＜0.1, 0.01＜Z＜0.3，M为Ce³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Mg²⁺的一种或两种以上；所述前驱体为纳米片状团聚粒子，所述纳米片状前驱体的厚度30-50纳米。

2.一种如权利要求1所述无钴富锂三元正极材料NMA的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将可溶性镍盐、锰盐、铝盐、铈盐、钛盐、锆盐、镁盐，按照所述无钴富锂三元正极材料NMA的前驱体化学式确定的所需成分相应的化学计量比例混合；加入去离子水，制得金属盐溶液；

2）将沉淀剂加入去离子水溶解，配成沉淀剂溶液；

3）在沉淀反应器中加入底水，将步骤1）制得的金属盐溶液、步骤2）配成的沉淀剂溶液各自加热后，并流注入到沉淀反应器中；然后保温、搅拌进行共沉淀反应，共沉淀反应结束、趁热过滤；最后对过滤出的沉淀物进行去离子水洗涤、真空干燥处理，得到所述无钴富锂三元正极材料NMA的前驱体；

4）将所述无钴富锂三元正极材料NMA的前驱体与锂源均匀混合，置于氧气氛围中煅烧，然后冷却至室温后研磨、过筛，制得无钴富锂三元正极材料NMA。

3.根据权利要求2所述的无钴富锂三元正极材料NMA的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中所述镍盐为硝酸镍、乙酸镍、氯化镍和硫酸镍中的一种或多种 ；

所述锰盐为硝酸锰、乙酸锰、氯化锰和硫酸锰中的一种或多种；

所述铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝和醋酸铝中的一种或多种；

所述铈盐为硝酸铈、乙酸铈、氯化铈和硫酸铈中的一种或多种；

所述钛盐为硝酸钛、乙酸钛、硫酸铈中的一种或多种；

所述锆盐为硝酸锆、乙酸锆、硫酸锆中的一种或多种；

所述镁盐为硝酸镁、乙酸镁、硫酸镁、氯化镁中的一种或多种；

所述金属盐溶液中，金属阳离子浓度为 0.01mol/L ～2.0mol/L。

4.根据权利要求2所述的无钴富锂三元正极材料NMA的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种；

所述沉淀剂溶液中氢氧根浓度为0.1mol/L ～ 10mol/L。

5.根据权利要求2所述的无钴富锂三元正极材料NMA的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中所述沉淀反应器中底水加入量，占反应总体积的20-30%；所述共沉淀反应在惰性气氛保护下进行，反应温度为40-90℃，反应时间为1-3h，反应体系的pH值为 7-13。

6.根据权利要求2所述的无钴富锂三元正极材料NMA的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂的一种或两种，其加入量中的锂符合所述无钴富锂三元正极材料NMA化学计量比的所需锂的摩尔量。

7.根据权利要求2所述的无钴富锂三元正极材料NMA的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中将所述前驱体与锂源进行球磨混合，于350-700度预焙烧2-5小时，取出预焙烧产物进行研磨。

8.根据权利要求7所述的无钴富锂三元正极材料NMA的制备方法，其特征在于：将所述研磨后的预焙烧产物在氧气气氛炉中烧结，烧结温度为700-850度，时间为15-30小时。