本发明属于锂电池设备技术领域，具体涉及一种高镍正极材料及其制备方法。
背景技术
着社会经济的发展，人们对移动电源的性能要求越来越高，各种便携式电子产品配套电源向高比能量、大功率、长贮存寿命、高安全性的方向发展。锂一次电池由于具有优异的性能，被广泛应用于传感器、照相机、心脏起搏器、飞机等多种民用及军事领域。目前常见的锂一次电池包括，锂二氧化锰电池、锂亚硫酰氯电池、锂二氧化硫电池、锂氟电池、锂铁电池等。其中，锂二氧化锰电池应用最为广泛，具有放电电压高，放电平稳、活性材料成本低等优势，但是其比能量较低；而氟化碳是锂一次电池正极材料中理论比能量最高的，锂氟电池实用比能量可高达250～800wh/kg，但是由于氟化碳材料费用高、电池低温性能及大电流工作性能不理想使锂氟电池实用性受限。
锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料占有较大比例(正负极材料的质量比为3:1-4:1),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。但是现有的锂电池的正极材料表面粒子大小一致比较疏松，容易吸水；耐高温和耐磨性比较差。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高镍正极材料及其制备方法，具有较高的耐磨和耐高温性能，且正极材料的表面有大大小颗粒搭配的粒子，提升材料的压实密度。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种高镍正极材料，所述正极材料由通式lini0.25acr2-0.75ax1-0.5amo0.4amn1.5-0.2ao4,所述的x元素为ti、ba、al、mn、ge中的至少一种，所述0<a<2。
一种高镍正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a)前驱体的制备，将镍盐溶液、钴盐溶液、锰盐溶液进行混合，混合后溶液中的镍、钴、锰三种离子浓度之和为0.5mol/l～2.0mol/l,再在混合溶液中加入铬盐溶液和钼盐溶液，其中铬和钼的离子浓度为0.01mol/l～0.02mol/l，再将络合剂溶液、沉淀剂溶液、和所述混合后溶液并流加入反应釜中，加热搅拌进行沉淀反应，待充分反应后开始对溢出的浆料进行固液分离，分离后的固体产物经洗涤、烘干；
b)将合成的前驱体进行第一次煅烧，并通入非还原气体，冷却后进行破碎处理，破碎处理后进行第二次煅烧，同时通入非还原气体，进行冷却后研磨处理；
c)将上述研磨后的混合物和锂盐按照金属阳离子和li离子的摩尔比为1：1.3～1.5混合均匀后进行烧结，烧结过程中通入非还原气体，烧结结束后进行随炉冷却，然后进行破碎过筛处理。
d)将上述步骤得到的物质与洗涤剂溶液以及包覆溶液加入到混合机中混合，混合时间为0.3-1.5h，混合完毕后将固液混合物进行抽滤并烘干，过筛混合；
e)将上述步骤中过筛混合后的产物进行烧结处理，烧结温度为500℃～900℃，烧结6～20h，烧结完毕后随炉冷却，过筛后即得到富锂高镍正极材料。
作为本发明进一步优化技术方案，步骤a中铬盐为硫酸铬；钼盐为硝酸钼。
作为本发明进一步优化技术方案，步骤b中第一次煅烧的温度为200℃～280℃，煅烧时间为2～3h，第二次煅烧的温度为500℃～700℃，煅烧时间为3～5h。
作为本发明进一步优化技术方案，步骤c中的烧结温度为700℃～900℃，烧结的时间为9-24h。
作为本发明进一步优化技术方案，步骤d中洗涤剂溶液为去离子水、乙醇或其混合溶液中的至少一种，包覆剂所含元素为ti、ba、al、mn、ge中的至少一种，包覆剂含量为0.02～0.04％。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过在制备前驱体下增加铬盐溶液和钼盐溶液，增大正极材料的耐磨性和耐高温性；
2)本发明通过对前驱体进行两次煅烧处理，其第一次煅烧处理后进行破碎处理，便于其去除水分更加彻底，通过对第二次煅烧处理后进行研磨处理使粒子更加细小且便于下一步的反应；
3)本发明通过对高镍离子产物进行包覆剂处理，使正极材料的表面有大大小颗粒搭配的粒子，提升材料的压实密度。
附图说明
图1是本发明实施例一产物的sem图谱。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
a)镍钴锰前驱体的制备：将硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液为原料混合均匀，混合后溶液中的金属离子浓度为1.0mol/l，再在混合溶液中加入硫酸铬溶液和硝酸钼溶液，其中铬和钼的离子浓度为0.01mol/l，再将络合剂溶液、naoh沉淀剂溶液和所述混合后溶液一起并流加入装有底液的反应釜中，加热搅拌进行沉淀反应，待充分反应后开始对溢出的浆料进行固液分离，分离后的固体产物经洗涤、烘干后，得到球形的镍钴锰前驱体；
b)将上述步骤得到的富锂高镍正极材料前驱体进行第一次煅烧，温度为200℃，时间为3h并通入非还原气体，冷却后进行破碎处理，破碎处理后进行第二次煅烧，时间为5h，温度为500℃同时通入非还原气体，进行冷却后研磨处理；
c)将上述步骤中过筛后的混合物和锂盐按照金属阳离子和li离子摩尔比1：1.3混合均匀后进行750℃烧结，烧结时间24h，期间向炉中持续通入空气，烧结完毕后随炉冷却，破碎过筛，得到富锂高镍正极材料中间产物；
d)将上述步骤中得到的产物与去离子水、以及硝酸钡包覆剂溶液加入高速混合机中，混合时间为1.5h，混合完毕后将固液混合物进行抽滤并烘干，过筛；
e)将上述步骤中过筛混合后的产物进行烧结处理，烧结温度为500℃，烧结20h，烧结完毕后随炉冷却，过筛后即得到富锂高镍正极材料。
经检验，本实施例的方法制备的富锂高镍正极材料的振实密度2.56g/cm3，具有较高的耐磨性和耐高温性，其产物的sem图谱如图1所示。
实施例2
a)镍钴锰前驱体的制备：将硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液为原料混合均匀，混合后溶液中的金属离子浓度为2.0mol/l，再在混合溶液中加入硫酸铬溶液和硝酸钼溶液，其中铬和钼的离子浓度为0.02mol/l，再将络合剂溶液、naoh沉淀剂溶液和所述混合后溶液一起并流加入装有底液的反应釜中，加热搅拌进行沉淀反应，待充分反应后开始对溢出的浆料进行固液分离，分离后的固体产物经洗涤、烘干后，得到球形的镍钴锰前驱体；
b)将上述步骤得到的富锂高镍正极材料前驱体进行第一次煅烧，温度为280℃，时间为2h并通入非还原气体，冷却后进行破碎处理，破碎处理后进行第二次煅烧，时间为3h，温度为700℃同时通入非还原气体，进行冷却后研磨处理；
c)将上述步骤中过筛后的混合物和锂盐按照金属阳离子和li离子摩尔比1：1.5混合均匀后进行900℃烧结，烧结时间9h，期间向炉中持续通入空气，烧结完毕后随炉冷却，破碎过筛，得到富锂高镍正极材料中间产物；
d)将上述步骤中得到的产物与去离子水、以及硝酸铬包覆剂溶液加入高速混合机中，混合时间为0.3h，混合完毕后将固液混合物进行抽滤并烘干，过筛；
e)将上述步骤中过筛混合后的产物进行烧结处理，烧结温度为900℃，烧结10h，烧结完毕后随炉冷却，过筛后即得到富锂高镍正极材料。
经检验，本实施例的方法制备的富锂高镍正极材料的振实密度2.62g/cm3，具有较高的耐磨性和耐高温性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。