[发明专利]一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料及包含它的锂离子电池

权利要求书

1.一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，采用稀土元素掺杂钛酸锶改性和大小颗粒混掺的步骤，包括下述步骤：

S1、制备镍钴锰前驱体C，镍钴锰前驱体C的化学式为Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂；其中，0.3≤x＜1，0＜y≤0.3；

S2、按照化学通式Sr_1-xTiO₃：xM中各元素的化学计量比，其中，x为稀土离子掺杂的摩尔百分比系数0＜x≤0.05，M为所掺杂稀土元素至少一种，取碳酸锶、二氧化钛、稀土氧化物经球磨混合均匀得到混合物D；

S3、将步骤S1得到的镍钴锰前驱体C和步骤S2得到的混合物D与锂源按照一定的质量比混合均匀，加入粘结剂，压片烧结得到胚体E，破碎分级得到粉体F，其中所述破碎分级条件为中位粒径为8～25μm的大颗粒团聚体质量占比60～90％和中位粒径为1～4μm的小颗粒团聚体质量占比10～40％。

2.根据权利要求1所述的一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，基材为：LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂；其中，0.3≤x＜1，0＜y≤0.3，所述基材由稀土元素掺杂的钛酸锶纳米粉体改性。

3.根据权利要求1所述的一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，其中：

S1、按照镍、钴、锰元素的摩尔比，将可溶性镍盐、钴盐以及锰盐与水混合，搅拌至完全溶解，得到混合溶液A，然后将混合溶液A与络合剂、沉淀剂加入反应釜中在保护气体下在一定的pH和温度下搅拌反应，得到沉淀B，干燥后得到镍钴锰前驱体C；

S3、将步骤S1得到的镍钴锰前驱体C和步骤S2得到的混合物D与锂源按照一定的质量比混合均匀，加入粘结剂，压片得到圆片胚体，烧结得到胚体E，破碎分级得到粉体F；

S4、将粉体F退火，得到稀土元素掺杂的钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料。

4.根据权利要求3所述的一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述混合溶液A中的金属离子总浓度为0.2～4.0mol/L的镍钴锰混合盐溶液；所述可溶性镍盐、钴盐、锰盐为硫酸盐、卤素盐或硝酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述络合剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、水合肼、乙醇胺、碳酸氢铵、乙二胺、乙二胺四乙酸中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述沉淀剂为NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Na₂CO₃或LiOH中的至少一种，所述沉淀剂浓度为3～7mol/L；所述络合剂的浓度为3～7mol/L。

7.根据权利要求3所述的一种钛酸锶改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述保护气体为氮气或氦气、氮气或氩气惰性气体中的至少一种，反应温度为40～70℃，反应pH值控制在10.2～12.0，并陈化8～36小时。