[发明专利]低杂质含量的多元素掺杂正极材料前驱体的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种多元素掺杂的碳酸钴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，配制含有掺杂元素铝、镁、镍和锰的盐以及硫酸钴的混合盐溶液；配制碳酸钠溶液；

步骤S2，在反应釜中加入碳酸钠溶液作为底液，调整底液的pH值为8.0~8.5，然后将混合盐溶液和碳酸钠溶液并流加入反应釜中，控制反应体系的pH值为7.3~7.5；当反应浆料的粒度达到10~12μm时，停止进料；

步骤S3，将步骤S2得到的反应浆料用纯水离心洗涤3~5次，离心甩干，得到物料A；

步骤S4，在反应釜中加入物料A，然后加入纯水以及碳酸钠溶液调整体系的含固量为150~300g/L，pH值为8.0~8.5；继续加入混合盐溶液和碳酸钠溶液，保持反应体系的pH值为7.3~7.5，直至反应浆料达到预设粒度；所述混合盐溶液的加入流量在前5h~10h内为步骤S2混合盐溶液加入流速的0.3~0.5倍，之后与步骤S2混合盐溶液的加入流速相同；

步骤S5，过滤步骤S4得到的反应浆料，洗涤、烘干固相，得到铝镁镍锰掺杂的碳酸钴。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合盐溶液中钴离子的浓度为1.0~2.0mol/L，铝离子的浓度为0.014~0.05mol/L，镁离子的浓度为0.003~0.014mol/L，镍离子的浓度为0.0014~0.006mol/L，锰离子的浓度为0.003~0.009mol/L；碳酸钠溶液的浓度为1.0~2.0mol/L。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的掺杂元素铝、镁、镍、锰的盐为硫酸盐。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2和步骤S4均开启搅拌，步骤S2中反应体系的搅拌转速为300~500rpm，步骤S4中反应体系的搅拌转速为200~300rpm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2和步骤S4中的反应体系的温度为45~60℃。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中混合金属盐溶液的流量为3~5L/h。

7.一种多元素掺杂的四氧化三钴，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的多元素掺杂的碳酸钴高温煅烧而成。

8.如权利要求7所述的多元素掺杂的四氧化三钴，其特征在于，所述高温煅烧工序为200~300℃保温1~3h，700~780℃保温1~3h。

9.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料由权利要求7或8所述的多元素掺杂的四氧化三钴混锂煅烧而成。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的正极材料。