[发明专利]一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法

权利要求书

1.一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、制备核结构：

以聚乙二醇的水溶液作为溶剂、尿素作为沉淀剂，加入至以Ni_0.82Co_0.12Mn_0.06CO₃中金属元素的化学计量比配置的第一金属盐溶液中，然后转移到水热反应釜内反应，即得到核-Ni_0.82Co_0.12Mn_0.06CO₃；

步骤(2)、制备核壳结构的前驱体：

将核-Ni_0.82Co_0.12Mn_0.06CO₃加入至反应釜中作为共沉淀反应釜底液，然后按照壳-Ni_0.75Co_0.15Mn_0.1(OH)₂中金属元素的化学计量比配置的第二金属盐溶液进料，经过共沉淀反应、陈化、抽滤、洗涤、干燥后，得到具有核壳结构的前驱体Ni_0.8Co_0.13Mn_0.07(CO3)_x((OH)₂)_1-x。

步骤(3)、将得到的具有核壳结构的前驱体Ni_0.8Co_0.13Mn_0.07(CO3)_x((OH)₂)_1-x混锂后转移到马弗炉中，升温进行烧结处理，之后冷却到室温，得到单晶核壳结构的高镍富钴材料LiNi_0.8Co_0.13Mn_0.07O₂。

2.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，第一金属盐包括钴盐、镍盐和锰盐，第一金属盐溶液的浓度为0.2～0.5mol/L；第一金属盐为硫酸盐、硝酸盐、氯化物、醋酸盐中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，聚乙二醇的水溶液中，聚乙二醇与水的体积比为1～5:1～3。

5.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水热反应釜的温度设置为180～200℃，反应时间为8～12h。

6.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，共沉淀反应过程中还加入了氢氧化钠和氨水作为沉淀剂，氢氧化钠的浓度为2mol/L，氨水的浓度为0.1mol/L。

7.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，第二金属盐溶液的浓度为1mol/L。

8.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，共沉淀反应的时间为12h，陈化时间为12h。

9.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混锂使用的是氢氧化锂，混锂的过程中，具有核壳结构的前驱体Ni_0.8Co_0.13Mn_0.07(CO3)_x((OH)₂)_1-x与氢氧化锂的混合比为1:1.05。

10.根据权利要求1所述的一种单晶核壳结构高镍富钴正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(3)中，烧结处理的条件为：在氧气的氛围下，以5℃/min的速度升温至480℃，保温处理6h后，在750℃条件下退火18h。