[发明专利]一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池三元正极材料，其特征在于：所述三元正极材料为三层核壳结构，由内到外分别为内层、包覆内层的中间层和包覆中间层的外层；其中，

内层化学式为LiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂，0.6≥a≥0.3，b≥1-a-b＞0；

中间层化学式为LiNi_mCo_nMn_1-m-n O₂，m＞0.8，n＞0，1-m-n＞0；

外层化学式为LiNixCoyMn_1-x-y O₂，x≥0.4，y＞0，1-x-y≥0.3；

所述三元正极材料的内层厚度为0.1-1微米，中间层厚度为5-15微米，外层厚度为1-3微米。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料，其特征在于：所述三元正极材料的镍元素含量占镍、钴、锰三种元素总含量的摩尔分数≥80%，钴和锰元素含量占镍、钴、锰三种元素总含量的摩尔分数≤20%。

3.如权利要求1至2任一所述的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按照摩尔比Ni：Co：Mn=a：b：（1-a-b）称取硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰，0.6≥a≥0.3，b≥1-a-b＞0，将上述三种盐水溶得到第一种混合盐溶液；将第一种混合盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水分别通入到含有底液的反应釜中进行第一次共沉淀反应，反应过程中通入惰性气体；第一次共沉淀反应条件为：pH为11.0-11.2，氨水浓度为0.3-0.5 mol/L，搅拌速度100-200 rpm，反应时间1-6小时；反应结束后，继续搅拌；

2）按照摩尔比Ni：Co：Mn=m：n：（1-m-n）称取硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰，m＞0.8，n＞0，1-m-n＞0，将上述三种盐水溶得到第二种混合盐溶液；将第二种混合盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水分别通入到经步骤1）后的反应釜中进行第二次共沉淀反应，反应过程中通入惰性气体；第二次共沉淀反应条件为：pH为11.5-12.0，氨水浓度为1.0-1.5 mol/L，搅拌速度400-600 rpm，反应时间24-96小时；反应结束后，继续搅拌；

3）按照摩尔比Ni：Co：Mn=x：y：（1-x-y）称取硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰，x≥0.4，y＞0，1-x-y≥0.3，将上述三种盐水溶得到第三种混合盐溶液；将第三种混合盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水分别通入到经步骤2）后的反应釜中进行第三次共沉淀反应，反应过程中通入惰性气体；第三次共沉淀反应条件为：pH为10.9-11.4，氨水浓度为0.3-0.8 mol/L，搅拌速度200-400 rpm，反应时间6-12小时；反应结束后，陈化12-24小时，随后进行过滤、洗涤、干燥得到前驱体；

4）将前驱体与氢氧化锂按照配锂比1.01-1.05混合后在富氧环境中烧结，预烧温度480-500摄氏度、预烧时间4-8小时，烧结温度720-800摄氏度、烧结时间15-20小时。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中的底液为氢氧化钠和氨水的混合溶液，氨水浓度为0.3-0.5 mol/L。

5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中反应结束后，搅拌时间为0.1-0.5小时。

6.根据权利要求3所述的一种锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中反应结束后，搅拌时间为0.5-2小时。