[发明专利]一种复合包覆改性的高镍NCA正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种复合包覆改性的高镍NCA正极材料，其特征在于：所述NCA正极材料以三元材料为基体，在基体的表面包裹有复合包覆改性层；

所述三元材料的化学式为Li_aNi_xCo_yAl_zN_bO₂，其中1.005≤a≤1.06，0.80≤x≤0.97，0.02≤y≤0.15，0z≤0.10，0≤b≤0.10，N为Zr、Cr、Mg、V、Ti、Sr、Sb、Y、W、Nb、Zn、Ce、Al、B、Ba、Sn中的一种或多种；

所述复合包覆改性层由LiCoO₂与Co₂O₃组成，所述复合包覆改性层的含量为基体总重量的0.2wt%~3wt%；

所述复合包覆改性层中LiCoO₂与Co₂O₃的摩尔比为1:(1.5~2)。

2.如权利要求1所述的NCA正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、氢氧化物前驱体制备：将镍盐溶液、钴盐溶液、氢氧化钠溶液及氨水溶液泵入反应釜中，发生共沉淀反应，得到镍钴氢氧化物前驱体；

S2、一烧基体的制备：将步骤S1得到的镍钴氢氧化物前驱体、锂源、铝源、N源混合均匀，然后在氧气气氛中烧结，后冷却至室温，粉碎过筛后得到一烧基体；

S3、NCA正极材料的制备：将步骤S2得到的一烧基体与去离子水混合得到固液混合物，加入钴源，并调节pH值至7.0-8.5，然后过滤、干燥，再置于氧气气氛中烧结，烧结后冷却至室温，过筛后即可得到复合包覆改性的高镍NCA正极材料。

3.根据权利要求2所述的NCA正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3的烧结包括预热过程以及多个反复的升温降温过程，预热过程使温度由室温上升至400~450℃，预热时间为1~3h，升温降温过程中波谷温度控制在400℃~450℃，波峰温度控制在700℃~750℃。

4.根据权利要求3所述的NCA正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述反复的升温降温过程中，每个升温降温的周期内升温时间与降温时间比为1:(1~3)。

5.根据权利要求2所述的NCA正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述镍盐选自硫酸镍、硝酸镍或氯化镍中的一种或多种；所述钴盐选自硫酸钴、硝酸钴或氯化钴中的一种或多种；所述镍盐和钴盐的摩尔比为 (0.85~0.97):(0.03~0.15)；

步骤S1中，反应釜的温度控制为40-80℃，pH值控制为10-14。

6.根据权利要求2所述的NCA正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂中的一种或两种；所述铝源选自氢氧化铝、氧化铝中的一种或两种；

步骤S2中，烧结时间为5-28h，烧结温度控制在700-850℃。

7.根据权利要求2所述的NCA正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述钴源选自硝酸钴、硫酸钴、氯化钴中的一种或几种；所述钴源占一烧基体重量的2wt%~8wt%。

8.根据权利要求2所述的NCA正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述一烧基体与去离子水的固液比为：(0.5~1.0):1。