[发明专利]一种具有热安全性的高镍锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有热安全性的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于，化学通式为Li_1+xNi_aCo_bMn_cM_TdO₂；

其中，0.01≤x≤0.03、0.8≤a1、0.03≤b≤0.1、0.5≤c/b≤1、0.006≤d≤0.016且a+b+c+d＝1；M_T选自Al、Zr、Si、Ti、Mg、W、Mo、P、Ta、Ce、Nb、Mn、Y和F中的一种或多种；

所述高镍锂离子电池正极材料为球形颗粒，热稳定元素M_T由球形颗粒表面至球形颗粒内部呈现出降低的水平；

所述高镍锂离子电池正极材料表面有一种或多种两性元素的化合物包覆。

2.根据权利要求1所述的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于，所述材料结构内部疏松，且表层颗粒呈现发散状排布；

所述表层的颗粒长径的法平面与内部的颗粒长径的法平面在三维空间上呈现垂直的关系。

3.根据权利要求1所述的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于，Li与金属离子的摩尔比为1.00～1.08；

所述正极材料的颗粒耐压强度≥89.8Mpa；

所述正极材料的颗粒径宽分布众数在0.34～0.60μm之间；

所述正极材料的平均晶胞体积在之间。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述的具有热安全性的高镍锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)将锂源、高镍三元前驱体和第一添加剂混合后在含氧气体条件下进行烧结，得到高镍锂离子电池正极材料；

所述第一添加剂含有Al、Zr、Si、Ti、Mg、W、Mo、P、Ta、Ce、Nb、Mn、Y和F中的一种或多种元素。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含氧气体为氧气含量≥98vol％的含氧气氛。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为650～850℃，所述烧结的升温速率为2℃/min～10℃/min，所述烧结的保温时间＜20h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤A)的一次烧结步骤之后，还包括将烧结产物破碎过筛以及水洗和烘干，得到水洗料；

然后将所述水洗料与第二添加剂混合进行第二次烧结，过筛后，得到高镍锂离子电池正极材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述水洗温度为40℃，水料质量比为(0.5～3):1；

所述水洗料中自由锂含量需要≤1400ppm。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第二添加剂选自一种或多种两性化合物；

所述第二次烧结的气氛条件为含氧气氛，烧结的温度≤600℃，烧结的时间为＜15h，烧结的升温速率为2℃/min～10℃/min。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述水洗料表面有两性元素的包覆，包覆量在5000ppm以下。