CN108807973A - 一种高镍钛基锂离子电池正极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高镍钛基锂离子电池正极材料及其制备方法；该正极材料的化学通式为LiNi1‑x‑yTixMyO2，其中0＜x≤0.1，0＜y≤0.2，Ni摩尔比为0.7～0.9，M为Co、Mn、Al、Mg、Zr、V、Cr、Zn中的一种或者几种；本发明方法工艺步骤如下：底液中加入适量去离子水及氨水，并将其分散均匀、金属盐溶液配制加碱溶液配制、共沉淀反应、抽滤、清洗、检测、干燥、筛分、前驱体、混合锂盐、粉碎压钵、烧制、破碎、过筛、通气干燥、样品。

Description

一种高镍钛基锂离子电池正极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池，具体是一种高镍钛基锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池(LIB)由于能量密度高，循环寿命长，环境友好等优点，已广泛应用于移动电子，电动汽车(EV)等各种设备的电源。新能源汽车市场高速增长，锂离子电池正极材料作为锂离子电池中的关键材料之一，占整个电池成本的比重较大，是影响锂离子电池成本的重要因素。
乘用车中应用三元电池的比例逐渐提高，应用占比超过80％，因此三元正极材料需求正上涨。由于对新能源汽车动力电池能量密度要求进一步提高，目前受政策及终端长续航里程诉求等影响，新能源汽车动力电池对电池能量密度要求也在不断提高，国内企业在高能量密度电池技术上加大投入，乘用车用三元电池比例上升，高镍材料的应用也逐步加速。
镍钴锰三元材料中，Ni为主要活性元素，一般来说，活性金属成分含量越高，材料容量就越大。低镍多元材料如NCM111、NCM523等能量密度较低，该类材料体系所能达到的动力电池能量密度为120～180Wh/kg，无法满足更高的能量密度要求。
高容量正极材料的一个发展方向就是发展高镍三元或多元体系，高镍多元体系中，镍含量在80％以上的多元材料(NCA或NCM811)能量密度优势明显，用这些材料制作的电池匹配适宜的高容量负极和电解液后能量密度可达到300Wh/kg以上。
由于钴元素在地壳中丰度低、资源较少，价格较高，成为影响锂离子正极成本的重要因素之一，大大影响了锂离子电池的大规模应用。因此降低锂离子电池的正极成本，选用地球元素丰度高，成本低，同时又能大大改善材料循环稳定性的元素，有利于锂离子电池更广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种高镍钛基锂离子电池正极材料及其制备方法。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种高镍钛基锂离子电池正极材料，其特征在于：正极材料的化学通式为LiNi1-x-yTixMyO2；
其中：0＜x≤0.1，0＜y≤0.2；
Ni组分的摩尔比为0.7～0.9；
M为Co、Mn、Al、Mg、Zr、V、Cr、Zn中的一种或者几种。
一种高镍钛基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：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述M1包括Co或Mn中的X种，0≤X≤2且X为整数；
所述镍盐溶液的浓度为1～4mol/L；
当X＞0时，所述M1盐溶液的浓度为1～4mol/L；
1.2)将沉淀剂和络合剂混合，配制成混合碱溶液；
所述沉淀剂为氢氧化钠溶液；所述络合剂包括氨水；
所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～8mol/L；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
1.3)将分散剂加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器B中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
所述分散剂、去离子水和氨水的体积比为1～5︰70～150︰5～10；
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的混合碱溶液并滴到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为35～70℃；
所述混合金属盐溶液、混合碱溶液和底液的体积比(2～5)︰(2～5)︰(0.5～2)；
所述滴加速度为3～10mL/min；所述滴加时间为5～10h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为10.5～12；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为35～70℃；
所述陈化时间为10～20h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为4～10次；
所述干燥过程中：温度为80～120℃；时间为2～8h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物和TiO2进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Y种，0≤Y≤6且Y为整数；
所述M3包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Z种，0≤Z≤6且Z为整数；
所述产物B与氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物和TiO2的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为600～1000℃，烧结时间为10～15h。
一种高镍钛基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：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述M1包括Co或Mn中的X种，0≤X≤2且X为整数；
所述镍盐溶液的浓度为1～4mol/L；
当X＞0时，所述M1盐溶液的浓度为1～4mol/L；
1.2)将沉淀剂和络合剂混合，配制成混合碱溶液；
所述沉淀剂为氢氧化钠溶液；所述络合剂包括氨水；
所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～8mol/L；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
1.3)将分散剂和偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器B中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
所述分散剂、去离子水和氨水的体积比为1～5︰70～150︰5～10；
所述偏钛酸和去离子水的重量体积比(g︰mL)为0.5～4︰50～200；
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的混合碱溶液并滴到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为35～70℃；
所述混合金属盐溶液、混合碱溶液和底液的体积比(2～5)︰(2～5)︰(0.5～2)；
所述滴加速度为3～10mL/min；所述滴加时间为5～10h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为10.5～12；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为35～70℃；
所述陈化时间为10～20h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为4～10次；
所述干燥过程中：温度为80～120℃；时间为2～8h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Y种，0≤Y≤6且Y为整数；
所述M3包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Z种，0≤Z≤6且Z为整数；
所述产物B、氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为600～1000℃，烧结时间为10～15h。
进一步，所述步骤1.1)中的镍盐包括硫酸镍、碳酸镍、草酸镍或乙酸镍。
进一步，所述步骤1.2)中的络合剂除了氨水外，还包括碳酸氢铵、碳酸铵、柠檬酸或乙二胺四乙酸二钠中的一种或几种。
进一步，所述步骤1.3)中的分散剂除聚乙二醇外，还包括聚乙烯蜡、硬脂酰胺或硬脂酸单甘油酯；
所述步骤1.3)中的搅拌过程中，搅拌速率为700～900r/min，搅拌时间为0.5～2h。
进一步，所述步骤1.4)中控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠。
进一步，所述步骤1.5)中搅拌的速率为600～1000r/min，搅拌时间为0.5～2h。
进一步，所述步骤3)中的TiO2为锐钛矿型或金红石型。
值得说明的是：本发明采用Co、Mn、Ti、Al等元素，用钴元素改善材料的循环稳定性，以锰元素改善材料的安全性，钛元素来改善其倍率性能，铝元素改善其热稳定性，制备出了高镍钛基多元锂离子电池正极材料。该材料具有较高的放电比容量，较好的循环稳定性和较低的成本。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：
1)本发明采用以钴元素改善材料的循环稳定性，以锰元素改善材料的安全性，钛元素来改善其倍率性能，铝元素改善其热稳定性。
2)本发明中采用的钛元素的资源相对丰富，大大节约了生产所需的资源，同时降低了生产成本和市场价格。
3)本发明技术制备出的材料克比容量高，循环稳定性好，倍率性能好，电化学性能优异。
附图说明
图1为发明实例1制备的高镍钛基锂离子电池正极材料的粒径分布图；
图2为发明实例1制备的高镍钛基锂离子电池正极材料的XRD图；
图3为发明实例1制备的高镍钛基锂离子电池正极材料在2.5～4.3V范围内，0.5C倍率下充放电性能曲线图；
图4为发明实例1制备的高镍钛基锂离子电池正极材料在2.5～4.3V范围内，0.5C倍率下循环次数和放电比容量图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.80Ti0.0125Co0.1875O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将160mL的镍盐溶液和37.5mL的M盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M盐为CoSO4·7H2O；所述CoSO4·7H2O溶液的浓度为2mol/L；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和0.4895g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为1:70:5；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为3mL/min；所述滴加时间为6h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加络合剂氨水或氢氧化钠。
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为18h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为1h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为7次；
所述干燥过程中：温度为80℃；时间为4h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述产物B、氢氧化锂的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为850℃，烧结时间为12h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF(聚偏氟乙烯)、Super-P(导电炭黑)混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为1.5；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。
于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达185mAh/g。
如图1所示，即为本实施例制备的高镍钛基锂离子电池正极材料的前驱体粒径分布图；
前驱体的粒径呈正态分布，且比较集中。这表明所制备的前驱体颗粒大小均匀，且中粒径D50基本都在4.41μm左右，不存在小颗粒或大颗粒聚集。
如图2所示，即为本实施例制备的高镍钛基锂离子电池正极材料的XRD图；
烧结后得到高镍钛基锂离子电池正极材料化合物，其XRD图如图所示。
该材料有R3m空间α-NaFeO2型结构，属六方晶系，在谱峰中没有发现其他的杂峰，说明该材料没有形成杂质相。由此可知，该材料形成了良好的层状结构；
如图3所示，即为本实施例制备的高镍钛基锂离子电池正极材料在2.5～4.3V范围内，0.5C倍率下充放电性能曲线图；
在0.5C的放电倍率下放电比容量达185mAh/g，说明其电化学性能良好。
如图4所示，即为本实施例制备的高镍钛基锂离子电池正极材料在2.5～4.3V范围内，0.5C倍率下循环次数和放电比容量图。
在0.5C的放电倍率下放电比容量达185mAh/g，并且在100个循环后容量还保持在172mAh/g，说明其电化学循环稳定性能良好。
实施例2：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.80Ti0.1Mn0.1O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将160mL的镍盐溶液和20mL的M盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M盐为MnSO4·H2O；所述MnSO4·H2O溶液的浓度为2mol/L；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和3.916g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为2:100:8；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为4mL/min；所述滴加时间为5h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.5；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为17h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为1.5h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为8次；
所述干燥过程中：温度为85℃；时间为6h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述产物B、氢氧化锂的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为800℃，烧结时间为15h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为3.5；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。
于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达156mAh/g。
实施例3：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.780Ti0.025Co0.0975Mn0.0975O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将镍盐和M盐按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；所述溶剂为去离子水；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O的重量为42.0544g；
所述M盐包括MnSO4·H2O和CoSO4·7H2O；
所述MnSO4·H2O的重量为3.3804g；所述CoSO4·7H2O的重量为5.623g；
所述混合金属盐溶液的体积为100～500ml；
1.2)将160g的NaOH和150mL氨水，配制成氨碱溶液；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为5:150:10；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为10mL/min；所述滴加时间为9h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.3；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为15h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为2h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为4次；
所述干燥过程中：温度为90℃；时间为7.5h；
3)将步骤2)中得到的产物B与锐钛矿型TiO2和氢氧化锂进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述产物B、氢氧化锂和TiO2的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为750℃，烧结时间为12h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为1.7；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。
于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达193mAh/g。
实施例4：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.80Ti0.05Co0.10Mn0.05O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将160mL的镍盐溶液和M盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M盐包括MnSO4·H2O和CoSO4·7H2O；
所述MnSO4·H2O溶液的浓度为2mol/L；所述CoSO4·7H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述MnSO4·H2O溶液的体积为10mL，所述CoSO4·7H2O溶液的体积为20mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和1.958g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为2:100:8；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为5mL/min；所述滴加时间为7h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为10.5；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为10h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为0.5h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为6次；
所述干燥过程中：温度为120℃；时间为2h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述产物B、氢氧化锂的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为900℃，烧结时间为10h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为2.5；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达174mAh/g。
实施例5：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.80Ti0.0125Mn0.10Co0.0875O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将160mL的镍盐溶液和M盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M盐包括MnSO4·H2O和CoSO4·7H2O；
所述MnSO4·H2O溶液的浓度为2mol/L；所述CoSO4·7H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述MnSO4·H2O溶液的体积为20mL，所述CoSO4·7H2O溶液的体积为17.5mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和0.4895g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为1:99:8；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为8mL/min；所述滴加时间为6h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.7；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为14h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为1.5h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为8次；
所述干燥过程中：温度为120℃；时间为3.5h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述产物B、氢氧化锂的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为950℃，烧结时间为12h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为2.8；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。
于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达181mAh/g。
实施例6：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.792Ti0.099Co0.099Zr0.01O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将160mL的镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M1盐包括CoSO4·7H2O；
所述CoSO4·7H2O溶液的浓度为2mol/L；所述CoSO4·7H2O溶液的体积为20mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和3.916g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为5:135:10；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为6mL/min；所述滴加时间为7h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.3；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为12h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为1.5h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为7次；
所述干燥过程中：温度为80℃；时间为8h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂和M2氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2氧化物为ZrO2；
所述产物B、氢氧化锂和ZrO2的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为1000℃，烧结时间为10h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为5；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达205mAh/g。
实施例7：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.784Ti0.098Mn0.098Mg0.02O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将160mL的镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M1盐包括MnSO4·H2O；
所述MnSO4·H2O溶液的浓度为2mol/L；所述MnSO4·H2O溶液的体积为20mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和3.916g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为2:98:8；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为7mL/min；所述滴加时间为8h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为12；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为20h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为1h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为10次；
所述干燥过程中：温度为90℃；时间为7h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂和M3氢氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M3氢氧化物为Mg(OH)2；
所述产物B、氢氧化锂和Mg(OH)2的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为650℃，烧结时间为15h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为4；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达168mAh/g。
实施例8：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.776Ti0.097Co0.097Al0.03O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将160mL的镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M1盐包括CoSO4·7H2O；
所述CoSO4·7H2O溶液的浓度为2mol/L；所述CoSO4·7H2O溶液的体积为20mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和3.916g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为3:130:8；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为4.5mL/min；所述滴加时间为10h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.3；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为18h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为1.5h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为4次；
所述干燥过程中：温度为100℃；时间为5h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂和M3氢氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M3氢氧化物为Al(OH)3；
所述产物B、氢氧化锂和Al(OH)3的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为725℃，烧结时间为14h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为1；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达171mAh/g。
实施例9：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.891Ti0.0495Co0.0495V0.01O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将180mL的镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M1盐包括CoSO4·7H2O；
所述CoSO4·7H2O溶液的浓度为2mol/L；所述CoSO4·7H2O溶液的体积为10mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和1.958g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为4:110:8；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为5mL/min；所述滴加时间为8h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.5；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为15h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为2h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为7次；
所述干燥过程中：温度为110℃；时间为2.5h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂和M2氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2氧化物为V2O5；
所述产物B、氢氧化锂和V2O5的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为600℃，烧结时间为15h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为1.5；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达177mAh/g。
实施例10：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.855Ti0.0475Mn0.0475Zn0.05O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将180mL的镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M1盐包括MnSO4·H2O；
所述MnSO4·H2O溶液的浓度为2mol/L；所述MnSO4·H2O溶液的体积为10mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和1.958g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为5:95:10；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为7mL/min；所述滴加时间为6h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.5；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为12h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为0.5h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为6次；
所述干燥过程中：温度为110℃；时间为4h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂和M2氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2氧化物为ZnO；
所述产物B、氢氧化锂和ZnO的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为875℃，烧结时间为10h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为2.8；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达155mAh/g。
实施例11：
一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，具体是LiNi0.891Ti0.0495Co0.0495Cr0.01O2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将180mL的镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述镍盐为NiSO4·6H2O；所述NiSO4·6H2O溶液的浓度为2mol/L；
所述M1盐包括CoSO4·7H2O；
所述CoSO4·7H2O溶液的浓度为2mol/L；所述CoSO4·7H2O溶液的体积为10mL；
1.2)将NaOH溶液和氨水混合后，配制成200mL氨碱溶液；
所述NaOH溶液的浓度为4mol/L；
所述氨水的浓度为2mol/L；
1.3)将分散剂和1.958g偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为2mol/L；
所述聚乙二醇、去离子水和氨水的体积比为2:90:10；
所述搅拌过程中，搅拌速率为900r/min。
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的氨碱溶液滴加到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为55℃；
所述滴加速度为5mL/min；所述滴加时间为5h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为11.7；
所述控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为55℃；
所述陈化时间为16h；
所述搅拌的速率为900r/min；搅拌时间为1.5h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为5次；
所述干燥过程中：温度为95℃；时间为6h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂和M2氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2氧化物为Cr2O3；
所述产物B、氢氧化锂和Cr2O3的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为900℃，烧结时间为10h。
4)将步骤3)中得到的高镍钛基锂离子正极材料与PVDF、Super-P混合后，加入分散剂，搅拌至均匀后，涂覆在铝箔上，100℃烘干，用冲片机将其切成面积为1个平方厘米的正极活性电极片，切片称量后，转移至真空干燥箱中以120℃进行真空干燥。
所述高镍钛基锂离子正极材料与PVDF和Super-P的重量比为90︰5︰5；
所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述N-甲基吡咯烷酮与高镍钛基锂离子正极材料的重量比为1.8；
5)以金属锂片作为负极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC作电解液，隔膜使用Cegard-2000隔膜，在氩气手套箱中组装成扣式电池。于新威电池检测仪系统上进行充放电性能的测试，在2.5～4.3V的电压窗口范围内以0.5C充放电；放电比容量达187mAh/g。

Claims (9)

1.一种高镍钛基锂离子电池正极材料，其特征在于：正极材料的化学通式为LiNi1-x- yTixMyO2；
其中：0＜x≤0.1，0＜y≤0.2；
Ni组分的摩尔比为0.7～0.9；
M为Co、Mn、Al、Mg、Zr、V、Cr、Zn中的一种或者几种。
2.一种高镍钛基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：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述M1包括Co或Mn中的X种，0≤X≤2且X为整数；
所述镍盐溶液的浓度为1～4mol/L；
当X＞0时，所述M1盐溶液的浓度为1～4mol/L；
1.2)将沉淀剂和络合剂混合，配制成混合碱溶液；
所述沉淀剂为氢氧化钠溶液；所述络合剂包括氨水；
所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～8mol/L；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
1.3)将分散剂加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器B中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
所述分散剂、去离子水和氨水的体积比为1～5︰70～150︰5～10；
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的混合碱溶液并滴到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为35～70℃；
所述混合金属盐溶液、混合碱溶液和底液的体积比(2～5)︰(2～5)︰(0.5～2)；
所述滴加速度为3～10mL/min；所述滴加时间为5～10h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为10.5～12；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为35～70℃；
所述陈化时间为10～20h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为4～10次；
所述干燥过程中：温度为80～120℃；时间为2～8h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物和TiO2进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Y种，0≤Y≤6且Y为整数；
所述M3包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Z种，0≤Z≤6且Z为整数；
所述产物B与氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物和TiO2的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为600～1000℃，烧结时间为10～15h。
3.一种高镍钛基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：
1)共沉淀反应制备过渡金属氢氧化物前驱体
1.1)将镍盐溶液和M1盐溶液按照所需产物的化学计量比，配制成混合金属盐溶液；
所述M1包括Co或Mn中的X种，0≤X≤2且X为整数；
所述镍盐溶液的浓度为1～4mol/L；
当X＞0时，所述M1盐溶液的浓度为1～4mol/L；
1.2)将沉淀剂和络合剂混合，配制成混合碱溶液；
所述沉淀剂为氢氧化钠溶液；所述络合剂包括氨水；
所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～8mol/L；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
1.3)将分散剂和偏钛酸加入到装有去离子水的容器中，再向容器中加入氨水，将容器B中的混合物的pH调节至碱性，搅拌，分散均匀后得到底液；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述氨水的浓度为0.5～8mol/L；
所述分散剂、去离子水和氨水的体积比为1～5︰70～150︰5～10；
所述偏钛酸和去离子水的重量体积比(g︰mL)为0.5～4︰50～200；
1.4)在恒温水浴的条件下，将步骤1.1)中得到的混合金属盐溶液和步骤1.2)中得到的混合碱溶液并滴到步骤1.3)得到的底液中，滴加结束后得到产物A；
所述恒温为35～70℃；
所述混合金属盐溶液、混合碱溶液和底液的体积比(2～5)︰(2～5)︰(0.5～2)；
所述滴加速度为3～10mL/min；所述滴加时间为5～10h；
所述滴加过程中，控制容器内的混合物的pH值为10.5～12；
1.5)将步骤1.4)中得到的产物A，仍置于恒温水浴条件下，并进行搅拌、陈化，得到过渡金属氢氧化物前驱体；
所述恒温为35～70℃；
所述陈化时间为10～20h；
2)将步骤1.5)中得到的过渡金属氢氧化物前驱体进行抽滤、洗涤、干燥后，得到产物B；
所述洗涤次数为4～10次；
所述干燥过程中：温度为80～120℃；时间为2～8h；
3)将步骤2)中得到的产物B与氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物进行混合，将得到的混合物在氧气气氛中进行烧结，最终得到目标产物；
所述M2包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Y种，0≤Y≤6且Y为整数；
所述M3包括Al、Mg、Zr、V、Cr或Zn中的Z种，0≤Z≤6且Z为整数；
所述产物B、氢氧化锂、M2氧化物/M3氢氧化物的摩尔比为所需产物的化学计量比；
所述烧结温度为600～1000℃，烧结时间为10～15h。
4.根据权利要求2或3所述的一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1.1)中的镍盐包括硫酸镍、碳酸镍、草酸镍或乙酸镍。
5.根据权利要求2或3所述的一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1.2)中的络合剂除了氨水外，还包括碳酸氢铵、碳酸铵、柠檬酸或乙二胺四乙酸二钠中的一种或几种。
6.根据权利要求2或3所述的一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1.3)中的分散剂除聚乙二醇外，还包括聚乙烯蜡、硬脂酰胺或硬脂酸单甘油酯；
所述步骤1.3)中的搅拌过程中，搅拌速率为700～900r/min，搅拌时间为0.5～2h。
7.根据权利要求2或3所述的一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1.4)中控制产物的pH值的方法为：在产物中添加氨水或氢氧化钠。
8.根据权利要求2或3所述的一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1.5)中搅拌的速率为600～1000r/min，搅拌时间为0.5～2h。
9.根据权利要求2所述的一种高镍钛基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的TiO2为锐钛矿型或金红石型。
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