[发明专利]一种单晶锂离子电池三元电极材料前躯体、电极材料及其制备方法以及应用

权利要求书

1.一种单晶锂离子电池三元电极材料前驱体，其特征在于，为内部分布有高压气泡的掺杂型单晶过渡金属氧化物；

所述三元电极材料前驱体是包括以下步骤制备方法制备得到的：

A）将过渡金属氢氧化物和助熔剂混合后进行烧结，得到烧结产物；

B）在密闭、高温高压条件下，将所述烧结产物、气泡囊材料和分散剂混合后，加入气泡填充材料，使高压气泡进入气泡囊材料，得到单晶锂离子电池三元电极材料前驱体；

所述气泡囊材料选自淀粉、琼脂、蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、甘油、PVC、PVDF、聚丙烯酰胺、Al(OH)₃胶体中的一种或多种。

2.一种权利要求1所述的单晶锂离子电池三元电极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A）将过渡金属氢氧化物和助熔剂混合后进行烧结，得到烧结产物；

B）在密闭、高温高压条件下，将所述烧结产物、气泡囊材料和分散剂混合后，加入气泡填充材料，使高压气泡进入气泡囊材料，得到单晶锂离子电池三元电极材料前驱体；

所述气泡囊材料选自淀粉、琼脂、蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、甘油、PVC、PVDF、聚丙烯酰胺、Al(OH)₃胶体中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述过渡金属氢氧化物为锰、钴、镍元素的氢氧化物；

所述助熔剂包含含硼化合物、氧化镁和氧化铝中的一种或多种；所述含硼化合物选自硼酸、硼化锂、硼化镍、硼化钛、硼酸氨、三氧化二硼、三溴化硼和硼酸钠中的一种或多种；

所述过渡金属氢氧化物和助熔剂的摩尔比为1：（0.0001～0.05）。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A）中，所述烧结的温度为300~800℃，烧结时间为2~20h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述气泡填充材料选自高压气体或者在高温高压条件下能够产生气体的材料；

所述分散剂选自水、乙醇、丙酮、NMP或二甲基甲酰胺。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烧结产物、气泡囊材料和分散剂的摩尔比为1：（0.0002~0.05）：（0.001~0.1），高温高压的温度为120~300℃，压力为0.12~5MPa。

7.一种单晶锂离子电池三元电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将单晶锂离子电池三元电极材料前驱体与含锂化合物混合进行烧结，得到单晶锂离子电池三元电极材料，所述单晶锂离子电池三元电极材料前驱体为权利要求1所述的单晶锂离子电池三元电极材料前驱体或者权利要求2~6任意一项所述的制备方法制备得到的单晶锂离子电池三元电极材料前驱体。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述含锂化合物选自碳酸锂、氢氧化锂的一种或多种；

所述烧结温度为600~950℃，烧结时间为6~20h。

9.一种权利要求7~8任意一项所述的制备方法制备得到的单晶锂离子电池三元电极材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求7~8任意一项所述的制备方法制备得到的单晶锂离子电池三元电极材料。