[发明专利]一种高倍率单晶高镍正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高倍率单晶高镍正极材料，包括：

一次颗粒基体；

包覆在所述一次颗粒基体表面的包覆物；

所述一次颗粒基体的化学式为：

Li[Ni_xCo_yMn_(1-x-y)]_(1-z) M’_zO₂ 式I；

式I中，0.6≤x≤1，0≤y≤0.2，x+y≤1，0≤z≤0.1；

M’选自Al、Mg、Ti、Zr、Na、K、Y、Nb、F和Se中的一种或几种；

所述包覆物的化学式为：

Li_mM’’O_n 式II；

式II中，1≤m≤4，2≤n≤4；

M’’选自B、P、Si、Al、Mg、Sr、Ba、La、Co、Ti和Zn中的一种或几种；

所述高倍率单晶高镍正极材料中的颗粒粒径为亚微米级，颗粒的平均粒径为100~1000nm；

所述高倍率单晶高镍正极材料由如下制备方法得到，所述制备方法包括以下步骤：

将多晶高镍正极材料进行强水洗、干燥、包覆和烧结，得到高倍率单晶高镍正极材料；

所述强水洗过程中的水洗溶液选自去离子水、氢氧化钠溶液、氨水溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸锂溶液、氢氧化锂溶液、四硼酸钠溶液、磷酸二氢钠溶液、硼酸溶液和前驱体清洗液中的一种或几种；

所述强水洗过程中的搅拌速度为500~1500rpm；

所述强水洗的时间为20~60min；

所述强水洗过程中的温度为10~60℃。

2.根据权利要求1所述的高倍率单晶高镍正极材料，其特征在于，所述高倍率单晶高镍正极材料的粒度分布较窄：

(D₉₀-D₁₀)/D₅₀≤1。

3.一种权利要求1所述高倍率单晶高镍正极材料的制备方法，包括：

将多晶高镍正极材料进行强水洗、干燥、包覆和烧结，得到高倍率单晶高镍正极材料；

所述强水洗过程中的水洗溶液选自去离子水、氢氧化钠溶液、氨水溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸锂溶液、氢氧化锂溶液、四硼酸钠溶液、磷酸二氢钠溶液、硼酸溶液和前驱体清洗液中的一种或几种；

所述强水洗过程中的搅拌速度为500~1500rpm；

所述强水洗的时间为20~60min；

所述强水洗过程中的温度为10~60℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水洗溶液的质量为多晶高镍正极材料质量的0.5~10倍。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述干燥的方法包括：

高温烘干或冷冻干燥后烘干；

所述高温烘干的温度为50~200℃。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述干燥之后包覆之前还包括：

掺杂；

所述掺杂的物质中含有Al、Mg、Sr、Ba 、Ti、Zr、Na、K、Y、Nb、F和Se中的一种或几种；

所述包覆的物质中含有B、P、Si、Al、Mg、Sr、Ba、La、Co、Ti和Zn中的一种或几种。

7.一种电池，包括：权利要求1~2中任意一项所述的高倍率单晶高镍正极材料，或权利要求3~6中任意一项所述的方法制备得到的高倍率单晶高镍正极材料。