[发明专利]一种改性低钴三元正极材料前驱体及正极材料

权利要求书

1.改性低钴三元正极材料前驱体，其特征在于，其化学式为Ni_xCo_yMn_zM_p(OH)₂·nLi_rN_qZr_w(PO₄)₃，式中0.5≤x1，0y≤0.1，0z≤0.4，0p≤0.1，x+y+z+p＝1，M为Al，Cu和Mg中的一种或几种，N为Al，Ti，Cr，Sc和Y中的一种或几种。

2.一种改性低钴三元正极材料，其特征在于，由以下方法制成：

(1)将镍源、钴源、锰源和M源加入去离子水中，混合均匀，得混合盐溶液；

(2)将步骤(1)所得的混合盐溶液，与NaOH溶液和NH₃·H₂O溶液混合均匀，进行共沉淀反应，不断搅拌，得固液混合浆料；

(3)将步骤(2)所得的固液混合浆料进行固液分离，收集固体，将固体洗涤，干燥，除磁，得中间体Ni_xCo_yMn_zM_p(OH)₂；

(4)将N源、锆源、磷源和锂源分散在有机溶剂中，混合均匀，然后加入步骤(3)所得的中间体Ni_xCo_yMn_zM_p(OH)₂，得混合料，接着将混合料加热蒸发，去除溶剂，再真空干燥，得改性低钴三元正极材料前驱体Ni_xCo_yMn_zM_p(OH)₂·nLi_rN_qZr_w(PO₄)₃；

(5)将步骤(4)所得的改性低钴三元正极材料前驱体与锂源混合均匀，在纯氧气氛中进行煅烧，即得改性低钴三元正极材料。

3.根据权利要求2所述的改性低钴三元正极材料，其特征在于，步骤(1)中，所述混合溶液的总金属离子浓度为2～8mol/L；所述锰源为乙酸锰、硝酸锰和硫酸锰中的一种或多种；所述镍源为乙酸镍、硝酸镍和硫酸镍中的一种或多种；所述钴源为乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴和碳酸钴中的一种或多种；所述M源为乙酸盐、硝酸盐和硫酸盐中的一种或多种。

4.根据权利要求2或3所述的改性低钴三元正极材料，其特征在于，步骤(2)中，所述NaOH溶液的浓度为2-8mol/L；所述NH₃·H2O溶液的浓度为4～8mol/L。

5.根据权利要求2～4之一所述的改性低钴三元正极材料，其特征在于，步骤(2)中，所述混合盐溶液的加入量为200～500L/h；所述NaOH溶液的加入量为50～200L/h；所述NH₃·H₂O溶液的加入量为20～150L/h。

6.根据权利要求2～5之一所述的改性低钴三元正极材料，其特征在于，步骤(2)中，所述共沉淀反应的搅拌转速为350～600rpm/min，反应液的pH值为11.0～13.5，氨值为11～17g/L，反应温度为55～70℃。

7.根据权利要求2～6之一所述的改性低钴三元正极材料，其特征在于，步骤(4)中，所述N源为乙酸盐、硝酸盐和硫酸盐中的一种或多种；所述锆源为硫酸锆和硝酸锆的一种或两种；所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂和硝酸锂中的一种或多种；所述磷源为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸中的一种或几种。

8.根据权利要求2～7之一所述的改性低钴三元正极材料，其特征在于，步骤(4)中，所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇和N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。