[发明专利]一种原位包覆的复合NCMA四元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种原位包覆的复合NCMA四元正极材料的制备方法，其特征在于，包括同时对镍钴锰铝四元前驱体进行Li₄SiO₄原位包覆以及体相掺杂修饰，具体包括以下步骤：

步骤S1，将高镍Ni_aCo_bMn_cAl_d(OH)₂前驱体、正硅酸乙酯TEOS、以及去离子水加入无水乙醇中混合，得到混合物A；其中，0.76≤a≤1， 0＜b≤0.15，0＜c≤0.20，a+b+c+d≤1；

步骤S2，先将混合物A置于20~80℃的温度条件下搅拌1~50h，随后在20~100℃下继续加热搅拌，直至溶剂完全蒸发，得到Ni_aCo_bMn_cAl_d(OH)₂@SiO₂前驱体；

步骤S3，将步骤S2得到的Ni_aCo_bMn_cAl_d(OH)₂@SiO₂前驱体与锂源及含M的添加剂相混合，随后在氧气气氛下一次烧结；烧结结束后，冷却、粉碎过筛，即可得到复合NCMA四元正极材料；

M为掺杂元素，选自Zr、Sr、Al、W、Ti、Mg、Mo、F、B、Y、La、V、Zn、Si中的一种或多种；

所述复合NCMA四元正极材料包括基体材料以及基体材料表面的包覆层，所述基体材料为高镍层状正极材料，所述基体材料的化学结构通式为Li_xNi_aCo_bMn_cAl_dM_yO₂，其中，1≤x≤1.1，0＜y≤0.05。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述正硅酸乙酯TEOS的添加量与高镍Ni_aCo_bMn_cAl_d(OH)₂前驱体的摩尔比为f，0.1%≤f≤10%；所述去离子水加入量与高镍Ni_aCo_bMn_cAl_d(OH)₂前驱体的质量比为g，0≤g≤5；所述无水乙醇的加入量与去离子水的体积比为h，10≤h≤200。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，优选先将混合物A置于30~40℃的温度条件下，然后置于50~60℃的温度条件下加热搅拌。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的Li源为LiOH·H₂O、LiOH、Li₂O或Li₂CO₃的一种或多种；所述Li源中Li元素摩尔量按照n(Li)=(Li/Me)×n(Ni+Co+Mn+Al)+4×n(Si) 计算，式中，n表示元素的摩尔量；Li/Me表示所加入的Li源中Li元素摩尔量与加入到前驱体中的金属元素 Ni+Co+Mn+Al摩尔总量的设计比值，范围为1.01~1.07。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述M优选Zr和/或Sr。

6.如权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，M的添加量与复合NCMA四元正极材料的摩尔含量比为j，0j≤0.05。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的氧气气氛指氧浓度 95%的气氛；步骤S3所述的烧结过程，升温速度为0.5~10 ℃/min，升温至600~900℃，恒温烧结8~20h。