[发明专利]一种核壳型高电压单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)采用镍钴锰氢氧化物前驱体与锂源混合烧结，造粒，制成颗粒状的单晶镍钴锰酸锂，所述镍钴锰氢氧化物前驱体的化学式为Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂，其中，0.2≤x≤0.6，0.1≤y≤0.5，1-x-y＞0；所述烧结在空气气氛中进行，且所述烧结分如下四步进行：400～600℃区间内预烧结，再在700～880℃区间内烧结，接下来在890～1100℃区间内烧结，最后在600～800℃区间内烧结；

(2)将四氧化三钴加入水中调制成浆料，然后进行砂磨，制成纳米四氧化三钴浆料，控制调制成的所述纳米四氧化三钴浆料的固含量为10-45％；

(3)将步骤(1)制备的单晶镍钴锰酸锂、锂盐、含金属元素的添加剂加入步骤(2)制备的纳米四氧化三钴浆料中，搅拌得混匀料，喷雾干燥得中间产品，将所得中间产品在空气气氛中烧结，制成所述核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料；其中所述金属元素为选自Mg、Al、Zr、Ti和W中的一种或多种；

制成的所述核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料包括核层以及设置在所述核层外表面的壳层，所述核层与所述壳层构成核壳结构；其中，所述核层的材料为如下通式(Ⅰ)所示的化合物：Li_a(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂(Ⅰ)，式中，1.0≤a≤1.15，0.2≤x≤0.6，0.1≤y≤0.5，1-x-y＞0，所述核层的材料为单晶型；所述壳层的材料为如下通式(Ⅱ)所示的化合物：Li_bCo_kM_1-kO₂(Ⅱ)，式中，M选自Mg、Al、Zr、Ti和W中的一种或多种，0.9≤b≤1.05，0.8≤k≤0.99。

2.根据权利要求1所述的核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂源为氢氧化锂或碳酸锂或二者的组合，所述锂源中的锂与所述镍钴锰氢氧化物前驱体中镍、钴、锰元素总和的摩尔比为1.00～1.15:1。

3.根据权利要求1所述的核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述烧结分如下四步进行：

在450～550℃区间内预烧结，再在750～850℃区间内烧结，接下来在940～1000℃区间内烧结，最后在650～750℃区间烧结；或，

在450～550℃区间内预烧结，再在750～850℃区间内烧结，接下来在930～990℃区间内烧结，最后在650～750℃区间烧结；或，

在450～550℃区间内预烧结，再在750～850℃区间内烧结，接下来在890～950℃区间内烧结，最后在650～750℃区间烧结。

4.根据权利要求1所述的核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在所述烧结后，进行冷却，且冷却至80℃以下，然后进行颚破、对辊、粉碎，制得颗粒状的单晶镍钴锰酸锂。

5.根据权利要求1所述的核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加入水中的所述四氧化三钴的粒径D₅₀为4～50微米；研磨后，所述纳米四氧化三钴浆料中四氧化三钴的粒径D₅₀为50～120nm。

6.根据权利要求1所述的核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述砂磨的时间为4～8h，研磨体为粒径0.1～0.8mm的氧化锆球，砂磨转速为800～3000rpm。

7.根据权利要求1所述的核壳型单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述锂盐为选自氢氧化锂、碳酸锂、过氧化锂和硝酸锂中的一种或多种的组合，所述锂盐中的锂与所述添加剂中所含金属元素和所述纳米四氧化三钴浆料中钴的总和的投料摩尔比为0.9～1.05∶1。