CN112838208A - 锂离子电池正极材料的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括：将基体与去离子水在恒温水浴条件下混合；通入共轭酸碱对溶液，调节pH值；通入金属盐溶液和碱液，调节pH值；进行固液分离，得到包覆有反应沉淀物的基体；将所述包覆有反应沉淀物的基体进行热处理，得到所述锂离子电池正极材料。本申请还提供一种锂离子电池正极材料及电化学电池。本申请提供的锂离子电池正极材料的制备方法、锂离子电池正极材料及电化学电池，该方法操作简单、安全、成本较低，且制得的锂离子电池正极材料及电化学电池稳定性较好，克服了现有技术工艺复杂、包覆不均匀、产品稳定性差的不足。

Description

锂离子电池正极材料的制备方法及应用
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法、采用所述制备方法制得的锂离子电池正极材料以及应用所述锂离子电池正极材料的电化学电池。
背景技术
目前锂离子电池应用非常广泛，人类社会对锂离子电池性能的要求也越来越高。锂离子电池正极材料有很多体系，目前实际应用的主要有层状的锂钴氧化物系列(LiCoO2)及镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等三元材料。在高电压、高温、高放电倍率等使用条件下，正极材料的表面容易发生氟化物的侵蚀及过渡金属的溶解。此外，三元材料，尤其是高Ni三元材料表面高残碱(LiOH、Li2CO3)会在电池使用过程中与电解液反应，产生气体导致电池鼓胀，严重影响电池的安全和长期性能。
为解决以上问题，提高锂离子电池的性能，扩大锂离子电池的应用范围，越来越多的研究人员致力于对正极材料的改性研究。行业中目前对锂离子电池正极材料的改性方法主要以干法包覆和有机相包覆为主。干法包覆虽成本低廉，易于实现，但包覆均匀性差(主要是点状包覆)，能够起到一定的改善作用，但无法大幅改善在高电压、高温、高倍率等较高要求下的长期性能。有机相包覆需要使用有毒、易挥发、易燃的原料且价格较高昂，成本较高且有一定危险性。
发明内容
为了解决上述问题，本申请旨在提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，利用湿法包覆，该方法操作简单、安全、成本较低且制得的产品稳定性较好，克服了现有技术工艺复杂、包覆不均匀、产品稳定性差的不足。
为了达到上述目的，本申请提供的一种锂离子电池正极材料的制备方法包括以下步骤：
将基体与去离子水在恒温水浴条件下均匀混合，得到第一悬浊液；
向所述第一悬浊液中通入共轭酸碱对溶液，调节pH值为8-10.5，得到第二悬浊液；
向所述第二悬浊液中通入金属盐溶液和碱液，调节pH值为8-10.5，并保持搅拌，得到混合液；
将所述混合液进行固液分离，得到包覆有反应沉淀物的基体；
将所述包覆有反应沉淀物的基体进行热处理，得到所述锂离子电池正极材料。
其中，所述第一悬浊液和第二悬浊液中的pH值优选为8.5-10，具体可根据使用的金属盐进行调整，第二悬浊液中的pH值优选为与第一悬浊液中的pH值相同。
一种实施方式中，所述基体的化学通式为LixNiaCobMncAdO2，其中，A表示表示选自铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钇(Y)、钒(V)、钨(W)和锶(Sr)中的至少一种；a+b+c+d＝1且0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1；0.9＜x＜1.3。其中，a≥0.8的高镍正极材料由于游离锂过高，通常的制备过程包含水洗工艺，特别适合本申请所述制备方法。
一种实施方式中，所述共轭酸碱对溶液为混合磷酸盐溶液、醋酸铵溶液、碳酸氢铵溶液、醋酸-醋酸盐混合液、硼酸-硼酸盐混合液中的一种或多种。构建酸碱共轭溶液体系，使湿法包覆过程能够在较低的pH条件下稳定进行。包覆过程中目标金属化合物的过饱和度适中，晶核的形成机制是以在待包覆的基体材料表面为核心的异相成核作用为主，从而实现了对基体材料的靶向包覆。这种在基体表面定向进行的自组装行为，使形成的包覆层均匀性更高，与基体的结合更加紧密。使用共轭酸碱对溶液作为pH调节剂，这种温和的pH调节机制保持了pH调节过程中任一局部pH不至于过低，正极材料基体不被破坏，也避免了包覆过程中锂(Li)的过度流失。总之，共轭酸碱对溶液的引入，既提高了体系pH的稳定性，又降低了包覆过程中pH的控制难度，还进一步提高了湿法包覆的均匀性。
一种实施方式中，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种，优选氢氧化锂。所述碱液作为沉淀剂，使金属盐化合物沉淀并可辅助调节pH，沉淀剂优选氢氧化锂可以利用同离子效应避免正极材料的锂流失，并避免引入额外的杂质。
一种实施方式中，所述金属盐溶液为镁(Mg)、铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、镧(La)、铈(Ce)的硫酸盐、氯化盐、硝酸盐或醋酸盐中的一种或多种。包覆层可以是来自Mg、Al、Ti、Zr、La、Ce中的一种或多种元素的氧化物、氢氧化物或锂氧化物。包覆过程中目标金属化合物的过饱和度适中，过饱和的金属离子和氢氧根在悬浮于水中的基体表面沉积而包覆在基体表面，晶核的形成机制以在待包覆的基体表面为核心的异相成核作用为主，实现了对基体的靶向包覆。这种在基体表面定向进行的自组装行为，使形成的包覆层均匀性更高，与基体的结合更加紧密。因为包覆层的保护作用，避免了电池服役过程中可能发生的副反应。
一种实施方式中，所述金属盐溶液包括水解抑制剂以抑制金属盐水解。
一种实施方式中，所述水解抑制剂为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸中的一种或多种。
一种实施方式中，所述基体与去离子水的质量比为20:1～400，所述恒温水浴的温度为0～80℃。
一种实施方式中，所述基体与去离子水的质量比为20:10～40，所述恒温水浴的温度为4～50℃，具体的优选温度可根据金属盐的不同进行调整。
一种实施方式中，向所述第二悬浊液中通入金属盐溶液和碱液的步骤中，所述金属盐溶液和所述碱液同步连续通入到第二悬浊液中的不同位置中。向不同位置中通入金属盐溶液和碱液可防止二者相互反应生成沉淀，避免影响主体反应的进行。
一种实施方式中，所述固液分离方法为蒸发、抽滤、压滤、喷雾干燥中的一种或多种。
一种实施方式中，在得到沉淀的步骤后并在将所述沉淀进行热处理的步骤前，还包括对所述沉淀进行洗涤并再次进行固液分离的步骤。
一种实施方式中，所述热处理的最高温度为300～800℃，优选为500-700℃。热处理通常需要分为烘干和煅烧两个过程，通过煅烧温度曲线的优化或者使用回转窑煅烧设备，可将两个过程合二为一，进一步精简工艺。
本申请还提供一种锂离子电池正极材料，其包括基体和包覆层，所述基体的化学通式为LixNiaCobMncAdO2，其中，A表示表示选自铝、镁、钛、锆、铌、钇、钒、钨、锶组成的组中的至少一种；a+b+c+d＝1且0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1；0.9＜x＜1.3；所述包覆层为镁、铝、钛、锆、镧、铈中的一种或多种元素的氧化物、氢氧化物或锂氧化物。
本申请还提供一种电化学电池，其包括上述锂离子电池正极材料。
一种实施方式中，所述电化学电池用于便携电子设备(例如便携式计算机、平板、移动电话等)、电动车辆和能量储存系统中的任一者的电池组中。
本申请提供的制备方法工艺流程较简单，反应易于控制。与现有的干法包覆相比，可使金属氧化物在锂离子电池正极材料表面分布更均匀，产品的一致性更好，表面残碱量低，电性能优异且更稳定。与有机相包覆相比，避免了有毒、易挥发、易燃、高价原料的使用，成本和安全性得到了很好的控制。与常规的水相(湿法)包覆相比，本申请一方面构建了酸碱共轭溶液体系作为pH调节与稳定控制机制，使湿法包覆过程能够在较低的pH条件下稳定进行，包覆过程中溶液过饱和度适中，氢氧化物晶核的形成机制是以在待包覆的基体表面为核心的异相成核作用为主，从而实现了对基体的靶向包覆，这种在基体表面定向进行的自组装行为，使形成的包覆层均匀性更高，与基体的结合更加紧密；另一方面由于使用了共轭酸碱对溶液作为pH调节剂，这种温和的pH调节机制保持了pH调节过程中任一局部pH不至于过低，正极材料基体不被破坏，也避免了包覆过程中Li的过度流失。由于在包覆过程中经过了湿法步骤，减少了正极材料表面可溶碱的量，因此在高电压、高倍率或高温等严苛条件下具有比基体更优异的循环、存储性能。本申请提供的锂离子电池正极材料及电化学电池，其具有分布均匀的表面包覆层及低残碱的特性，有助于改善电池在高电压或高温条件下的循环和存储稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
图1为本申请实施例1制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图2为本申请实施例2制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图3为本申请实施例3制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图4为本申请实施例4制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图5为本申请实施例5制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图6为本申请实施例6制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图7为对比例1制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图8为对比例2制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图9为对比例3制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图10为对比例4制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图11为对比例5制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
图12为对比例6制备的锂离子电池正极材料的表面形貌图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请实施例。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请实施例。
以下实施例1-6及对比例1-6使用普通商用锂离子电池正极材料(普通三元材料，Li1.055Ni0.348Co0.348Mn0.298Al0.002Zr0.004O2)作为待包覆的基体，该三元材料通过以下方法制得：将使用常规产业化的共沉淀方法生产的前驱体与Li源按一定计量比干法混合后，使用常规产业化的高温固相法合成，经过简单的制粉、合批、除铁后得到所述普通三元材料。
实施例1
(1)往10L小型带搅拌装置的水浴容器中加入3.5L去离子水，边搅拌边投入基体3.5kg，水浴温度50℃，以下保持水浴温度不变，得到第一悬浊液。
(2)向所述第一悬浊液中通入共轭酸碱对溶液，调节pH值为9.5±0.1，得到第二悬浊液，其中所述共轭酸碱对溶液为150g/L的碳酸氢铵溶液。
(3)将69.5g九水合硝酸铝溶于600mL去离子水，配制成硝酸铝溶液。使用去离子水配制足量1mol/L的氢氧化锂溶液。硝酸铝(金属盐)的质量可根据1300ppm的目标铝包覆量及铝盐铝含量和沉淀率计算得到。
(4)同时向所述第二悬浊液内不同位置通入步骤(3)中的硝酸铝溶液和氢氧化锂溶液，所述硝酸铝溶液按照15mL/min的速度通入，所述氢氧化锂溶液按照13.9mL/min的速度通入；根据体系pH的变化情况调整氢氧化锂的流量，使pH值稳定在9.5±0.1的范围；当配制的硝酸铝溶液全部通入所述第二悬浊液后，停止所述氢氧化锂溶液的通入；当停止通入氢氧化锂溶液后，继续搅拌0.5h，得到混合液。此步骤中，过饱和的金属盐离子和氢氧根在悬浮于水中的基体表面沉积而包覆在基体表面，晶核的形成机制以在待包覆的基体表面为核心的异相成核作用为主，实现了对基体的靶向包覆。
(5)将水浴容器内的混合液转移至抽滤桶抽滤成滤饼，即包覆有反应沉淀物的基体，用7L去离子水对所述滤饼进行洗涤。
(6)将滤饼打散，装入匣钵中，并放入箱式烧结炉进行热处理，热处理工艺为：按1℃/min的升温速度升温至90℃，保温4小时，再按照3℃/min的升温速度升温至700℃，随即按照1.5℃/min的降温速度降温至500℃，并保温6小时后，自然冷却至常温出料；上述物料出炉后，使用325目筛网过筛，得到表面包覆金属化合物的锂离子电池正极材料。
可以理解的是，将步骤进行标号旨在于将具体的制备方法叙述清楚，并不是对步骤先后顺序的限定。例如，步骤(2)和步骤(3)的顺序调换并不影响锂离子电池正极材料的制备，步骤(3)在步骤(1)之前进行也并不会影响锂离子电池正极材料的制备。
实施例2
将实施例1中步骤(2)和步骤(4)中的pH值都改为10.5±0.1，其余步骤与实施例1相同。
实施例3
除以下步骤外，其余步骤均与实施例1相同：
步骤(3)改为“往600mL去离子水中加入10％稀硫酸，调整溶液pH<2后，将25.0g硫酸钛溶于其中”，步骤(4)中氢氧化锂溶液的流量改为10.3mL/min。硫酸钛(金属盐)的质量可根据1300ppm的目标钛包覆量及钛盐钛含量和沉淀率计算得到。
实施例4
除制备过程的水浴温度改为25℃、步骤(2)和步骤(4)中的pH值都改为9.0±0.1外，其余步骤均与实施例3相同。
实施例5
与实施例4的不同之处仅在于省略了步骤(5)中对滤饼进行洗涤的步骤。
实施例6
除步骤(6)中的热处理工艺改为“按1℃/min的升温速度升温至90℃，保温4小时，再按照3℃/min的升温速度升温至500℃，并保温6小时”外，其余步骤均与实施例1相同。
对比例1
不对待包覆的基体作任何处理。
对比例2
仅经过实施例1中的步骤(1)、(5)和(6)处理，即不加入共轭酸碱对溶液，不加入金属盐溶液和碱液，仅经过简单水洗处理。
对比例3
省略实施例1中的步骤(2)，即不加入共轭酸碱对溶液，并且步骤(4)中的pH值改为11.5。
对比例4
步骤(2)改为“使用去离子水配制质量分数为10％的稀硫酸，向所述第一悬浊液中通入所述稀硫酸，调节pH值为9.5±0.1，得到第二悬浊液”，其余步骤均与实施例1相同。
对比例5
除以下步骤外，其余步骤均与实施例5相同：
步骤(1)中的去离子水改为异丙醇，并去除步骤(2)；
步骤(3)中的硝酸铝溶液改为“将32.9g钛酸正丁酯溶于296g无水乙醇，配制成有机钛液”；
步骤(4)改为“同时向容器内不同位置通入步骤(3)中配制的盐溶液和氢氧化锂溶液，所述有机钛液按照10mL/min的速度通入，所述氢氧化锂溶液按照2mL/min的速度通入；当配制的有机钛液全部通入所述第二悬浊液后，停止所述氢氧化锂溶液的通入；当停止通入氢氧化锂溶液后，继续搅拌0.5h，得到混合液”。
对比例6
将3.5kg包覆基体与9.1g纳米氧化铝以及3.5kg聚氨酯球放入球磨罐中球磨5小时，出罐球料分离后，按照实施例1中步骤(6)进行处理。
将上述实施例1-6及对比例1-6制备的锂离子电池正极材料进行物化性能测试和电性能测试。
物化性能测试包括比表面积测试和电镜观察。比表面积测试：采用麦克比表面分析仪，使用GB/T 19587-2004测试方法，对制得的锂离子电池正极材料的比表面积进行测试，以验证包覆效果。电镜观察：采用扫描电镜，在高倍数低电压下对材料表面形貌进行观察，确认包覆效果。
在电性能测试之前，需要将制得的锂离子电池正极材料进一步制造为全电池，再对全电池进行全电池循环和全电池高温存储测试。
(一)全电池的制造
1.极片制作
将600g的正极材料(阴极材料，即实施例1-6与对比例1-6所制备的锂离子电池正极材料)与16.48g Super P(导电炭黑)、16.48g KS-6(导电石墨)投入溶有26.37g PVDF(聚偏氟乙烯)的NMP(甲基吡咯烷酮)溶液来制备浆料，所用NMP的典型值为342.9g。使混合物在行星式混合器中混合5小时。必要时，根据所用正极材料的特性，添加NMP使浆料粘度适合涂布。将浆料转移到涂布线，制备表面平滑的经双面涂布的极片。极片单面面密度为185g/m2。通过辊压机压制极片以达到约3.3g/cm3的压实密度，极片如下文所述被用于制备软包全电池。
2.全电池组装
为达到全电池测试的目的，将所制备的正极(阴极)与负极(阳极，一般为石墨型碳)和多孔性电绝缘隔膜(分隔件)组装。全电池主要通过下列步骤来制备：2.1极片分切、2.2极片干燥、2.3叠片、2.4封装、2.5化成整形。
2.1极片分切：电池极片可通过切割机来切割。电极的宽度和长度根据电池组需求来制作，留下裸露的集流体作为极耳。
2.2极片干燥：在真空烘箱中将所制备的正极(阴极)和负极(阳极)在110℃下干燥2小时。
2.3叠片：将正极(阴极)和负极(阳极)通过隔膜分开，按Z字形叠片方式做成电芯，并焊接铝极耳至正极(阴极)和铜极耳至负极(阳极)。
2.4封装：将电芯封装于铝塑膜袋中，暂不封边，并在85℃下真空烘烤12小时，再转移到手套箱中加注2.5mL普通的商品电解液(SW2001A)，并封口。
2.5化成整形：将注液后的电池放在45℃烘箱中烘烤6小时后，上架进行化成，化成后剪开铝塑膜袋抽除废气并整形，得到600mAh成品电芯上架测试。
全电池循环
使用新威5V3A电池测试柜进行充放电测试，在3.0V和4.2V或4.35V之间按照恒流恒压充-恒流放电模式下以1C倍率(对应于使经充电的电池在1小时内放电的电流)充放，使全电池在25℃(RT)循环和45℃(HT)下循环。在循环稳定性测试中，计算第300次放电容量与首次放电容量的比值，称为300周容量保持率，用百分比表示。
全电池高温存储测试
使完全充电的电池在烘箱中于60℃下储存30天。活性材料与电解质之间的反应在全电池中产生气体，造成电池组厚度增加(膨胀)。全电池的厚度在储存在烘箱之前和之后测量。所报告的值是所增加的全电池厚度的比率，称为电芯膨胀率，以厚度增加量相对于初始厚度的百分比表示。
将存储后的电池冷却后重新上架在常温下按照1C倍率进行放电，放电容量与高温存储前容量的比值称为容量保持率，按百分比表示；在常温下继续以1C倍率充放电3次，其中放电容量最高的一次的放电容量与高温存储前容量的比值称为容量恢复率，按百分比表示。
本申请各实施例与对比例制得的锂电池正极材料的表面形貌图如图1-12所示，各实施例与对比例的电性能测评结果见表1。
表1
Figure BDA0002890612620000121
各实施例之间对比了不同条件下的实施效果，实施条件的轻微调整会对最终产品性能产生一定影响，但总体来说并没有太差的结果，各实施例的表现都优于对比例(包括干法包覆和常规的水相包覆)。具体来说，请参阅图1与图2，实施例2与实施例1相比，由于实施例2的包覆pH值升高，导致包覆效果稍差；实施例2最终产品的电性能测试结果与实施例1的结果相差不大。请参阅图1与图3，实施例3与实施例1相比，由于变更了包覆的金属盐，钛(Ti)盐更容易水解，包覆的均匀性出现了问题，实际效果比实施例1略差；实施例3最终产品的电性能测试结果与实施例1的结果有一定差距，但最大的差距也保持在5个百分点左右。请参阅图1、图3与图4，实施例4在实施例3的基础上降低了包覆温度和pH值，包覆均匀性得到提升，实际效果和实施例1相当；实施例4的电性能测试结果优于实施例3，甚至在4.35V的300周容量保持率、30天的容量保持率和容量恢复率还略高于实施例1。请参阅图5和图4，实施例5相比实施例4只是减少了洗涤的工序，影响了杂质的控制，对于包覆的影响不大；对电性能也只是产生了一定可控的影响。请参阅图1和图6，实施例6和实施例1相比，降低了热处理的最高温度，产品的表面状态发生了变化，包覆效果和实施例1相差不大；电性能测试结果和实施例1也相差较小，只是在长期性能(4.2V 60度30天存储下的电芯膨胀率、容量保持率和容量恢复率)方面和实施例1略有差距，但相差最多的容量保持率也只相差了1.3个百分点。
上述各实施例与对比例1相比，经过包覆处理的基体，性能都有很明显的提升。即使是对比例6(即简单的干法包覆)与对比例1进行对比，经过简单的干法包覆，虽然有明显点状包覆特征，但也能显著提升普通条件下的电性能(4.35V的RT循环和HT循环显著高于对比例1，尤其是HT循环)，因此目前工业化应用也比较广泛。但在严苛条件下，对比例6的产品还是不能确保电池的使用寿命达到终端需求，因此对于高端产品还需要进行湿法的包覆。对比例2是仅经过简单的水洗处理的产品，材料表面的游离锂通过水洗去除，短期性能得到提升，但由于材料表面没有进行包覆，无法解决正极材料与电解液之间发生副反应的问题，在长期的循环后也会出现容量骤降的“跳水”行为，长时间的存储表现也不理想。对比例3使用常规的水相包覆，由于包覆的pH值较高，氢氧化物发生大量的均相成核，形成的包覆物游离在基体之外，无法保证其在基体表面进行包覆，因此包覆均匀性较差，产品比表面积(BET)较高，电性能稍好于对比例6的干法包覆，但仍无法达到较好的电性能。对比例4使用强酸作为pH调节剂，虽然降低了包覆过程的pH值，但在调节过程中局部pH值过低，对基体进行了一定程度的破坏；此外，由于失去了共轭酸碱对的调节作用，湿法包覆过程中pH值的波动较大，也影响了包覆的均匀性，所以实际效果反而不如常规的水相包覆(对比例3)。对比例5使用了有机相体系的包覆方式，包覆均匀性得到明显提升，其性能相比对照的实施例4和5来说，并没有明显优势，并且产业化过程中会遇到诸多问题，目前极少有产业化的应用。
本申请提供的制备方法工艺流程较简单，反应易于控制。与现有的干法包覆相比，可使金属氧化物在锂离子电池正极材料表面分布更均匀，产品的一致性更好，表面残碱量低，电性能优异且更稳定。与有机相包覆相比，避免了有毒、易挥发、易燃、高价原料的使用，成本和安全性得到了很好的控制。与常规的水相(湿法)包覆相比，本申请一方面构建了酸碱共轭溶液体系作为pH调节与稳定控制机制，使湿法包覆能够在较低的pH条件下稳定进行，包覆过程中溶液过饱和度适中，氢氧化物晶核的形成机制是以在待包覆的基体材料表面为核心的异相成核作用为主，从而实现了对基体材料的靶向包覆，这种在基体表面定向进行的自组装行为，使形成的包覆层均匀性更高，与基体的结合更加紧密；另一方面由于使用了共轭酸碱对溶液作为pH调节剂，这种温和的pH调节机制保持了pH调节过程中任一局部pH不至于过低，正极材料基体不被破坏，也避免了包覆过程中Li的过度流失。由于在包覆过程中经过了湿法步骤，减少了正极材料表面可溶碱的量，因此在高电压、高倍率或高温等严苛条件下具有比基体更优异的循环、存储性能。本申请提供的锂离子电池正极材料及电化学电池，其具有分布均匀的表面包覆层及低残碱的特性，有助于改善电池在高电压或高温条件下的循环和存储稳定性。
以上实施方式仅用以说明本申请实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将基体与去离子水在恒温水浴条件下混合，得到第一悬浊液；
向所述第一悬浊液中通入共轭酸碱对溶液，调节pH值为8-10.5，得到第二悬浊液；
向所述第二悬浊液中通入金属盐溶液和碱液，调节pH值为8-10.5，并保持搅拌，得到混合液；
将所述混合液进行固液分离，得到包覆有反应沉淀物的基体；
将所述包覆有反应沉淀物的基体进行热处理，得到所述锂离子电池正极材料。
2.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述基体的化学通式为LixNiaCobMncAdO2，其中，A表示表示选自铝、镁、钛、锆、铌、钇、钒、钨、锶组成的组中的至少一种；a+b+c+d＝1且0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1；0.9＜x＜1.3。
3.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述共轭酸碱对溶液为混合磷酸盐溶液、醋酸铵溶液、碳酸氢铵溶液、醋酸-醋酸盐混合液、硼酸-硼酸盐混合液中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种。
5.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液为镁、铝、钛、锆、镧、铈的硫酸盐、氯化盐、硝酸盐或醋酸盐中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液包括水解抑制剂。
7.如权利要求6所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述水解抑制剂为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述基体与去离子水的质量比为20:1～400，所述恒温水浴的温度为0～80℃。
9.如权利要求8所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述基体与去离子水的质量比为20:10～40，所述恒温水浴的温度为4～50℃。
10.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在向所述第二悬浊液中通入金属盐溶液和碱液的步骤中，所述金属盐溶液和所述碱液同步连续通入到第二悬浊液的不同位置中。
11.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述固液分离方法为蒸发、抽滤、压滤、喷雾干燥中的一种或多种。
12.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在得到沉淀的步骤后并在将所述沉淀进行热处理的步骤前，还包括对所述沉淀进行洗涤并再次进行固液分离的步骤。
13.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述热处理的最高温度为300～800℃。
14.一种由权利要求1-13任一项所述制备方法制备得到的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料包括基体和包覆层，所述基体的化学通式为LixNiaCobMncAdO2，其中，A表示表示选自铝、镁、钛、锆、铌、钇、钒、钨、锶组成的组中的至少一种；a+b+c+d＝1且0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1；0.9＜x＜1.3；所述包覆层为镁、铝、钛、锆、镧、铈中的一种或多种元素的氧化物、氢氧化物或锂氧化物。
15.一种电化学电池，其特征在于，所述电化学电池包括权利要求14所述的锂离子电池正极材料。
16.如权利要求15所述的电化学电池，其特征在于，所述电化学电池用于便携电子设备、电动车辆和能量储存系统中的任一者的电池组中。
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