[发明专利]一种高镍三元正极材料Al2

权利要求书

1.一种高镍三元正极材料Al₂O₃/Al复合改性层的化学气相沉积制备方法，基于以下封闭式化学气相沉积装置,包括管状反应容器、第一加热区域、第二加热区域、可开合法兰堵头、氧化铝坩埚和电机；管状反应容器的一端设有可开合法兰堵头，另一端封闭；管状反应容器内设有可设置不同升温速率、目标反应温度、保温时间的第一加热区域、第二加热区域；第一加热区域设有用于放置样品的氧化铝坩埚；管状反应容器通过电机驱动旋转；氧化铝坩埚保持不动，不随管状反应容器的旋转而旋转；其特征在于利用AlCl₃和Al粉作为反应原料，基于反应原理，通过调控区间的温度差，定向将反应原料中的Al以气相形式运输至高镍三元正极材料表面，与材料表面的残余碱性成分发生反应，生成一层均匀地、具有保护作用、提高材料电导率的Al₂O₃/Al复合改性层；包括以下步骤：

步骤(1)、将粉末状的高镍三元正极材料置于管状反应容器的第二加热区域；

步骤(1)中所述的高镍三元正极材料的化学通式为LiNi_(1-x-y)Co_xM_yO₂，其中x+y≤0.5,M为Mn、Al、Zr、Fe中的一种或几种金属元素；

步骤(2)、称取一定的量的CVD反应原料，并将其装入氧化铝坩埚中，置于管状反应容器的第一加热区域；

所述的CVD反应原料为AlCl₃、金属Al粉和Al₂O₃粉的混合物；

步骤(3)、封闭反应器并启动电机，转动管状反应器，调节电机转动速度使氧化铝坩埚始终处于平置的状态；

步骤(4)、分别设定第一加热区域和第二加热区域的升温速率及目标反应温度，使CVD反应原料区域与高镍三元正极材料区域形成一定的温度差；在加热至目标反应温度后保温2～4小时并自然冷却到室温后，即可获得具有Al₂O₃/Al复合改性层的高镍三元正极材料；

第一加热区域的目标反应温度定为400～800℃，第二加热区域的目标反应温度设定为200～400℃。

2.如权利要求1所述的一种高镍三元正极材料Al₂O₃/Al复合改性层的化学气相沉积制备方法，其特征在于步骤(1)中所选用的高镍三元正极材料粉末为类球形粉末，其平均粒径范围在5-20μm之间。

3.如权利要求1所述的一种高镍三元正极材料Al₂O₃/Al复合改性层的化学气相沉积制备方法，其特征在于步骤(1)中高镍三元正极材料的平铺厚度为0.8～2mm。

4.如权利要求1所述的一种高镍三元正极材料Al₂O₃/Al复合改性层的化学气相沉积制备方法，其特征在于步骤(2)中AlCl₃、金属Al粉和Al₂O₃粉质量比为(1:1:1)～(1:1:3)。

5.如权利要求1所述的一种高镍三元正极材料Al₂O₃/Al复合改性层的化学气相沉积制备方法，其特征在于步骤(2)中所称取的CVD反应原料与步骤1中所述的高镍三元正极材料的质量比为(1:10)～(1:20)。

6.如权利要求1所述的一种高镍三元正极材料Al₂O₃/Al复合改性层的化学气相沉积制备方法，其特征在于步骤(3)中管状反应器的转动速度为20～100rpm。

7.如权利要求1所述的一种高镍三元正极材料Al₂O₃/Al复合改性层的化学气相沉积制备方法，其特征在于步骤(4)中第一加热区域的升温速率设定为4～10℃/min。