[发明专利]一种核壳结构的动力电池材料及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳结构的动力电池材料，其特征在于，包括内核和外壳；所述内核化学式为：LiNi_xCo_yMn_1-x-yA_aO₂，式中，0.4≤x≤1，0≤y≤0.4，0a≤0.03，A为金属镁、铝、锶或镧中的至少一种；所述外壳化学式为：LiNi_iCo_jMn_1-i-jB_b，式中，0.2≤i0.8，0.1≤j0.7，0b≤0.1，B为氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化锶、氧化镧或氧化钇中的至少一种。

2.权利要求1所述的核壳结构的动力电池材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将金属镍、钴、锰和锂混合，再加入内核掺杂金属A，得到混合物料，加热熔融，再进行喷雾造粒，制得镍钴锰锂合金颗粒；

(2)将镍钴锰锂合金颗粒通入氧气中，反应，制得合金氧化物颗粒；

(3)将合金氧化物颗粒加入造孔液中，通入臭氧，反应，得到多孔合金氧化物颗粒；

(4)将镍、钴、锰盐配成溶液，加入外壳掺杂金属氧化物B，得到混合溶液；

(5)将步骤(3)的多孔合金氧化物颗粒加入步骤(4)的混合溶液中，加入稳定剂，进行水热反应，过滤取滤渣，制得三元前驱体；

(6)将三元前驱体和锂源混合，并通入氧气，加热烧结，制得所述核壳结构的动力电池材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金属镍、钴、锰、锂的摩尔比为a：b：c：d，其中10＜a＜100，b≤100-a，c＝100-a-b，d＝(0～0.5)*(a+b+c)。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述内核掺杂金属为镁、铝、锶或镧中的至少一种；步骤(1)所述内核掺杂金属的添加量为镍钴锰元素总量的0.1-3％。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述造孔液为氧化剂和酸的混合液；所述氧化剂为过氧化氢、次氯酸或高锰酸钾中的至少一种；所述酸为盐酸、硫酸或柠檬酸中的至少一种；所述造孔液中氧化剂浓度为1-5％，酸的浓度为0.02-0.5mo/L。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述合金氧化物颗粒和造孔液的固液比为0.1-0.5kg/L；步骤(5)所述多孔合金氧化物颗粒和混合溶液的固液比为0.2-1kg/L。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述镍、钴、锰盐中金属镍、钴、锰的摩尔比为e：f：g，其中0＜e＜80，f≤100-e，g＝100-e-f。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述稳定剂为OP-10、聚乙二醇、聚乙烯醇、三乙醇胺、吐温或司盘中的至少一种。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述三元前驱体和锂源的质量比为1：(0.5-1)；步骤(6)所述烧结是在氧弹中进行，所述氧弹的压力为200-3000KPa。

10.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求1所述的核壳结构的动力电池材料。