一种高镍正极材料、其制备方法及其应用与流程

技术特征：
1.一种高镍正极材料，其为粒子状，其特征在于，其结构如下式表示：li
a
ni
x
co
y
al
z
m
b
n
c
o
2 d
，其中0.9＜a＜1.2，0.6≤x＜1，0＜y≤0.2，0＜z≤0.2，0≤b＜0.1，0＜c＜0.1，0＜d＜0.1；m为选自元素mn、ti、zr、sr、y、mg中的一种或几种，n为选自元素al、co、b、w、si、ce中的一种或几种；其中n元素含量c与所述高镍正极材料比表面积(m2/g)的数值比值须控制在1:500～1:100，优选为1:400～1:200。2.根据权利要求1所述的高镍正极材料，其特征在于，所述粒子状高镍正极材料，m元素均匀分布在所述高镍正极材料粒子内部，n元素集中分布于粒子表面；且所述高镍正极材料，自粒子表面至中心且靠近表面的0～5nm距离厚度的表面层区域，此区域晶体结构包含盐岩相、尖晶石相和六方相，优选盐岩相、尖晶石相更集中分布于自粒子表面至中心且靠近表面的0～3nm距离厚度的区域。3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，采用高分辨透射电子显微镜观察粒子中心且靠近表面的0～3nm距离厚度的区域，透射电镜照片上此0～3nm区域中的相和相两相总面积占比为10％～60％。4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述粒子状的高镍正极材料，比表面积为0.1～3m2/g，平均粒径d50为3μm～15μm。5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述粒子状的高镍正极材料，其中，m元素的来源为m元素的氧化物，优选为mno2、tio2、zro2、sro、y2o3、mgo中的一种或几种，n元素的来源为n元素的氧化物al2o3、co3o4、b2o3、wo3、sio2、ceo2中的一种或几种。6.一种权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)将镍盐水溶液、钴盐水、铝盐水溶液加入到碱的水溶液中，使得混合后的ph为9至13，优选为11至12，惰性氛围下搅拌，共沉淀反应制得粒子状金属氢氧化物前驱体，其中，镍盐、钴盐和铝盐中的元素摩尔比ni：co：al＝x：y：z；(2)将步骤(1)中得到的金属氧化物前驱体混合物与lioh
·
h2o和m元素的氧化物按照(ni co al)/li/m摩尔比1:0.95:0.001～1:1.15:0.01混合均匀，加热至600～1000℃，氧气气氛煅烧5～20h制得一烧料li
a
ni
x
co
y
al
z
m
b
o
2 d
；(3)将步骤(2)中得到的一烧品li
a
ni
x
co
y
al
z
m
b
o
2 d
与水按照质量比1:1～3:1混合，水温为15～25℃下搅拌1～30min后，在100～150℃下烘干2～10h，得到水洗料li
a
ni
x
co
y
al
z
m
b
o
2 d
；水洗料与一烧料的比表面积的比值应为3:1～1:1；水洗料粒子表面盐岩相与尖晶石相的分布须控制在表面至中心且靠近表面的0～5nm距离厚度的区域之内，优选控制在表面至中心且靠近表面的0～3nm距离厚度的区域之内；(4)将步骤(3)得到的水洗料li
a
ni
x
co
y
al
z
m
b
o
2 d
与n元素的氧化物按照(ni co al)/n摩尔比1:0.001～1:0.1混合均匀，加热至200～700℃，氧气气氛煅烧3～15h制得二烧料li
a
ni
x
co
y
al
z
m
b
n
c
o
2 d
；通过计算n元素加入量，最终控制上式中c与上述二烧料比表面积(m2/g)的数值比值在1:500～1:100范围内，优选为1:400～1:200；其中，m、n、x、y、z、a、b、c和d的定义与本发明中前述的定义相同。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述包含m的氧化物材料为选自mno2、tio2、zro2、sro、y2o3、mgo中的一种或几种，粒径优选20～500nm之间；n元素的来源为n元素
的氧化物al2o3、co3o4、b2o3、wo3、sio2、ceo2中的一种或几种，粒径优选20～500nm之间，且n元素集中分布于自粒子表面至中心且靠近表面的0～5nm距离厚度的表面层区域；优选的，所述粒子状的金属氢氧化物前驱体混合物的平均粒径d
50
为3～15μm，比表面积为1～20m2/g。8.一种锂二次电池，其包括权利要求1-5任一项所述的正极材料。

技术总结
一种高镍正极材料，其制备方法、应用。所述高镍正极材料，其为粒子状，并且由如下式表示：Li


技术研发人员：邵洪源 陈玉超 张玉军 岳宝玉 涂文哲 高桐 张洁
受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司
技术研发日：2022.01.04
技术公布日：2022/4/22