[发明专利]一种具有富钴表层的高镍三元材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种具有富钴表层的高镍三元材料及其制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将氯化钴溶液通过喷雾热解制备得到多孔球形Co₃O₄；(2)将多孔球形Co₃O₄与高镍三元氢氧化物前驱体、锂盐混合均匀后烧结得到所述具有富钴表层的镍基三元正极材料。该正极材料表面具有均匀的富钴包覆层，减少界面处Ni⁴⁺与电解液之间的反应。同时材料充放电过程中H₂‑H₃之间的相变得到了抑制，减小因此相变所引起的晶胞体积变化，从而使材料层状结构更稳定，循环性能得到提高。该制备方法中所用的原料简单易得，工艺简单、流程短。

主权项

1.一种具有富钴表层的高镍三元材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将氯化钴溶液通过喷雾热解制备得到多孔球形Co₃O₄；喷雾热解的温度为650℃～900℃，氯化钴溶液喷雾流速为1 mL/min～2 mL/min，载气为氧气或空气，载气流速为1 L/min～2 L /min；所述氯化钴溶液的浓度为0.25 mol/L～1.5 mol/L；多孔球形Co₃O₄为由直径为50纳米~100纳米的一次颗粒堆积而成的直径为1微米~2微米的二次颗粒；（2）将多孔球形Co₃O₄与高镍三元氢氧化物前驱体、锂盐混合均匀后烧结得到所述具有富钴表层的高镍三元材料；高镍三元氢氧化物前驱体为Ni_aCo_bMn_1‑a‑b(OH)₂，其中0.5≤a＜1, 0＜b＜0.5，所述高镍三元氢氧化物前驱体与多孔球形Co₃O₄的摩尔比为100:5~100:20；所述锂盐为碳酸锂或氢氧化锂；烧结的工艺条件为，以5℃/min ~10℃/min的升温速度升温至450℃~550℃，低温烧结4h‑6 h后，继续5℃/min ~10℃/min的升温速度，升温至700℃～800℃，高温烧结10h‑20h。