[发明专利]一种纤维增强的NCM三元正极复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强的NCM三元正极复合材料，其特征在于：所述材料中，无机氧化物纳米纤维分布在NCM三元正极材料二次颗粒内部，所述NCM三元正极材料为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，0x1，0y1，0(x+y)1；所述无机氧化物纳米纤维的长度为2～8μm，所述无机氧化物纳米纤维占所述材料总质量的1～5％；所述材料通过以下方法制备得到，所述方法步骤如下：

(1)将可溶性镍盐、可溶性钴盐和可溶性锰盐按照镍、钴与锰的摩尔比为x：y：(1-x-y)配制成镍、钴、锰离子总浓度为1～2mol/L的混合盐溶液，其中0x1，0y1，0(x+y)1；

(2)将氢氧化钠与去离子水纯度以上的水混合配制成浓度为2～4mol/L的碱溶液；

(3)将浓氨水与去离子水纯度以上的水混合分别配制成0.6～1.2mol/L的氨水溶液Ⅰ和浓度为1～3mol/L的氨水溶液Ⅱ；

(4)将所述氨水溶液Ⅱ作为底液加入到反应釜中，加入量没过反应釜中的搅拌器，将无机氧化物纳米纤维加入到底液中，将所述混合盐溶液和所述氨水溶液Ⅰ以相同的进料速度泵入反应釜中，控制反应釜内温度为50～70℃，通过调节所述碱溶液的进料速度使得反应釜中pH为10.5～11.5，在整个进料过程中通入氩气或氮气作为保护气体，反应釜中以600～1200r/min的搅拌速度持续搅拌至溶液全部进完，过滤后得到的固体为一种纤维增强的NCM三元正极材料的前驱体；其中，所述混合盐溶液：氨水溶液Ⅰ：无机氧化物纳米纤维：碱溶液的用量比为100～500mL：400～600mL：1～10g：200～1000mL；

(5)将所述前驱体与氢氧化锂混合均匀，先升温至300～600℃，保温3～7h，再升温至700～900℃，保温12～24h，得到一种纤维增强的NCM三元正极材料。

2.如权利要求1所述的一种纤维增强的NCM三元正极复合材料，其特征在于：所述纳米纤维为二氧化硅纳米纤维、二氧化锆纳米纤维、二氧化锡纳米纤维、氧化铝纳米纤维、氧化镁纳米纤维和氧化锌纳米纤维中的一种以上。

3.如权利要求1所述的一种纤维增强的NCM三元正极复合材料，其特征在于：步骤(1)中所述可溶性镍盐为NiSO₄·6H₂O，可溶性钴盐为CoSO₄·7H₂O，和可溶性锰盐为MnSO₄·H₂O。

4.如权利要求1所述的一种纤维增强的NCM三元正极复合材料，其特征在于：步骤(1)中镍、钴与锰的摩尔比x：y：(1-x-y)＝0.8:0.1:0.1。

5.如权利要求1所述的一种纤维增强的NCM三元正极复合材料，其特征在于：步骤(3)中所述混合盐溶液和所述氨水溶液Ⅰ同时以20～100mL/h的速度进料。

6.如权利要求1所述的一种纤维增强的NCM三元正极复合材料，其特征在于：步骤(5)中所述前驱体与氢氧化锂的摩尔比为1:1～1.1。

7.如权利要求1所述的一种纤维增强的NCM三元正极复合材料，其特征在于：步骤(5)中升温速率为2～10℃/min。