[发明专利]一种高功率型的锂离子电池用正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种高功率型的锂离子电池用正极材料的制备方法，所述正极材料的化学式为Li_aNi_xCo_yM_zO₂，其中，0.96≤a≤1.35，0.3≤x≤1，0≤y≤0.4，0≤z≤0.4，x+y+z＝1，M为Mn、Al、Zr、Mg、W、Ti、Y、La、B和Sr中的一种或多种；所述正极材料为呈中空微球结构的二次颗粒，所述二次颗粒的外壳部分由若干一次颗粒聚集而成，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）采用共沉淀法合成Ni_xCo_yM_z(OH)₂前驱体：将含有Ni、Co、M的金属盐溶液、碱溶液、氨水溶液分别加入到具有底液的反应釜中进行反应，反应过程中，反应温度为40℃-60℃，搅拌转速为100r/min-1000r/min，反应体系的pH值控制在8-13，反应釜内持续通入氮气；所述前驱体的合成包括成核及内核生长阶段和外壳生长阶段，在前驱体的成核及内核生长阶段控制反应体系的铵根离子浓度为7g/L-15g/L，外壳生长阶段控制反应体系的铵根离子浓度为30g/L-40g/L；反应得到的沉淀经固液分离、陈化、洗涤以及烘干后，得到Ni_xCo_yM_z(OH)₂前驱体；得到的前驱体的中心部由微小粒子组成，外壳部由粒径比该微小粒子更大的大粒子组成；

（2）将所述步骤（1）得到的前驱体与锂盐混合均匀，在所述前驱体与锂盐混合时还加入掺杂元素的氧化物，所述掺杂元素为Al、Zr、Mg、W、Ti、Y、La、B和Sr中的一种或多种，该掺杂元素在所述正极材料中所占质量百分比为0.01wt%-2wt%，然后进行烧结，烧结气氛为空气或氧气或氧气与空气混合，在烧结过程中采用多段控温烧结的方式，先在500-700℃下保温5-6h，然后升温至810-1000℃下保温8-10h，再降温至700-750℃保温5-8h，得到Li_aNi_xCo_yM_zO₂正极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二次颗粒的平均粒径为0.1μm-40μm，比表面积为0.1m²/g-15.0m²/g；所述一次颗粒的粒径为0.1μm-3.5μm；所述二次颗粒的外壳部分厚度与二次颗粒粒径的比值为1%-49%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液为硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、氯化盐溶液、醋酸盐溶液和偏铝酸盐溶液中的一种或多种，所述金属盐溶液中总金属离子浓度为0.05mol/L-3mol/L；所述碱溶液为氢氧化钠溶液，所述碱溶液的浓度为1mol/L-10mol/L；所述氨水溶液的铵根离子浓度为3mol/L-6mol/L；所述中心部的微小粒子粒径＜0.3μm，外壳部的大粒子粒径≥0.3μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，锂盐的添加量以Li与Ni+Co+M的摩尔比值为0.96-1.35为准，所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂和醋酸锂中的一种或多种。