[发明专利]磷酸钽铝锂改性的高镍正极材料、前驱体以及制备方法

权利要求书

1.一种磷酸钽铝锂改性的高镍正极材料的前驱体，其特征在于，化学式为Ni_xCo_yMn_z(OH)₂•nLiAlTa(PO₄)₃，其中，0.8≤x1，0y≤0.1，0z≤0.1，0n≤0.05，x+y+z=1。

2.一种如权利要求1所述的磷酸钽铝锂改性的高镍正极材料的前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配制镍、钴、锰的金属盐溶液，然后加入沉淀剂和络合剂，共沉淀反应生成Ni_xCo_yMn_z(OH)₂；

（2）将锂源、铝源、钽源、磷源依次加入溶剂中，搅拌均匀得混合溶液；然后向所述的混合溶液中加入步骤（1）所得的Ni_xCo_yMn_z(OH)₂，按一定固液比持续搅拌，蒸发溶剂并真空烘干，得到磷酸钽铝锂修饰的正极材料的前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂•nLiAlTa(PO₄)₃。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的镍、钴、锰的金属盐选自硫酸盐，沉淀剂为NaOH溶液，络合剂为NH₃·H₂O溶液。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述NaOH溶液的浓度为5～8 mol/L；所述NH₃•H₂O溶液的浓度为5～8 mol/L。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的共沉淀反应的搅拌转速为400～700 rpm，反应体系的pH值为11～12.5，反应体系中氨的浓度为9～12 g/L，反应时间为20～70 h。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的铝源为硝酸铝和硫酸铝中的一种或两种；所述的磷源为磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸中的一种或两种以上；所述的钽源为硝酸钽和硫酸钽中的一种或两种；所述的溶剂为水、甲醇、无水乙醇和丙醇中的一种或两种以上；所述的锂源为氢氧化锂、碳酸锂和硝酸锂中的一种或两种以上。

7.如权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述锂源、铝源、钽源和磷源的摩尔量的比值为1：1~2：1~2：3。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的固液比为1g:5~15mL；所述的蒸发溶剂的温度为60～120℃，时间为2～6h；所述的真空烘干的温度为60～120℃，时间为6~12h。

9.一种磷酸钽铝锂改性的高镍正极材料，其特征在于，化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂•nLiAlTa(PO₄)₃，其中，0.8≤x1，0y≤0.1，0z≤0.1，0n≤0.05，x+y+z=1；所述的高镍正极材料有铝、钽元素掺杂，表面有LiAlTa(PO₄)₃的包覆层。

10.如权利要求9所述的磷酸钽铝锂改性的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，由权利要求1所述的磷酸钽铝锂改性的高镍正极材料的前驱体与锂源混合后烧结得到；所述烧结为两段烧结：首先在500~700℃下煅烧5~10h，然后升温至800~950℃下煅烧10~20h。