制备正极材料的方法、正极材料和电池

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种制备正极材料的方法、由该方法制备得到的正极材料以及包含该正极材料的电池。

背景技术

随着移动装置的技术发展和需求的持续增长，对于作为能源的二次电池的需求也随之增长。但是使用传统方法制备得到的正极材料前驱体空心率高、松装密度低，导致包括该正极材料的产能较低，电池容量、首效和循环寿命较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种制备正极材料的方法、由该方法制备得到的正极材料以及包含该正极材料的电池。本发明的方法制备得到的正极材料前驱体空心率低、松装密度高，能够有效提高产能；本发明的方法制备得到的正极材料具有优异的电化学性能，包括该正极材料的电池具有高容量、高首效及高循环稳定性。

本发明第一方面提供了一种制备正极材料的方法，所述方法至少包括以下步骤：

(1)将不溶性原料和第一溶剂混合，进行砂磨，得到第一浆料；

(2)将可溶性原料和第二溶剂混合，得到第二浆料；

(3)将所述第一浆料进行第一雾化和第一干燥，将所述第二浆料进行第二雾化和第二干燥，得到混合物料；

(4)将所述混合物料进行烧结。

在一实例中，所述不溶性原料包括第一金属M源，所述第一金属M源包括铁源、镍源、锰源、钒源、钴源、镁源、铜源、铬源、锌源、铝源、锂源和钛源中的至少一种。

在一实例中，所述可溶性原料包括第二金属M源和钠源中的至少一种，所述第二金属M源包括铁源、镍源、锰源、钒源、钴源、镁源、铜源、铬源、锌源、铝源、锂源和钛源中的至少一种。

在一实例中，所述砂磨的转速为1500rpm-3500rpm，所述砂磨的进料压力为0.1MPa-0.4MPa，锆珠的粒径为0.05mm-0.5mm，所述砂磨的时间为30min-300min。

在一实例中，所述步骤(1)还包括在进行所述砂磨前，加入砂磨添加剂。

在一实例中，所述第一浆料的中值粒径Dv50为100nm-600nm。

在一实例中，所述第一浆料的Dv10、Dv50和Dv90满足以下关系：(Dv90-Dv10)/Dv50为1.1-3。

在一实例中，所述第二浆料中可溶性原料的浓度为所述可溶性原料在当前操作环境温度下的溶解度的50％-90％。

在一实例中，所述第二浆料中可溶性原料的浓度为所述可溶性原料在当前操作环境温度下的溶解度的80％-90％。

在一实例中，所述第一雾化、所述第一干燥、所述第二雾化和所述第二干燥在同一喷雾干燥机中进行。

在一实例中，所述喷雾干燥机包括第一进料系统、第二进料系统和第一热风系统，所述第一浆料与所述第一进料系统相连，所述第二浆料与所述第二进料系统相连。

在一实例中，所述第一进料系统包括第三流量泵，所述第二进料系统包括第四流量泵。

在一实例中，所述第一热风系统包括第一进风口和第一加热设备。

在一实例中，所述第一进风口位于所述喷雾干燥机的腔体顶部，靠近侧壁的位置。

在一实例中，所述喷雾干燥机还包括第一雾化器和第二雾化器，所述第一进料系统与所述第一雾化器相连，所述第二进料系统与所述第二雾化器相连。

在一实例中，以所述喷雾干燥机的腔体侧壁的总高度为基准，所述第二雾化器位于距离所述喷雾干燥机的腔体顶部1/3-2/3的位置。

在一实例中，所述第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值为1：(1-3)。

在一实例中，所述第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值为1：(2-3)。

在一实例中，所述第一进料系统的进料速度与所述第二进料系统的进料速度的比值为(0.08-3)：1。

在一实例中，所述喷雾干燥机还包括第三雾化器，所述第三雾化器包括第一进口和第二进口，所述第一进口与所述第一进料系统相连，所述第二进口与所述第二进料系统相连。

在一实例中，所述第三雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体顶部。

在一实例中，所述第三雾化器还包括第一喷出口和第二喷出口，所述第一喷出口与所述第一进口相对应，所述第二喷出口与所述第二进口相对应。

在一实例中，所述第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值为1：(1-3)。

在一实例中，所述第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值为1：(2-3)

在一实例中，所述第一进口的进料速度与所述第二进口的进料速度的比值为(0.08-3)：1。

在一实例中，步骤(4)中，所述烧结包括第一烧结和第二烧结；所述第一烧结的温度为200℃-500℃，所述第一烧结的时间为1h-5h；所述第二烧结的温度为400℃-1050℃，所述第一烧结的时间为5h-20h。

在一实例中，所述第一烧结与所述第二烧结之间还包括升温阶段，所述升温阶段的升温速率为1℃/min-10℃/min。

本发明第二方面提供了一种正极材料，所述正极材料由本发明第一方面所述的方法制备得到。

本发明第三方面提供了一种电池，所述电池包括本发明第二方面所述的正极材料。

通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：

(1)由本发明的方法制备得到的正极材料前驱体空心率低、松装密度高，能够有效提高产能；

(2)本发明的方法制备得到的正极材料具有优异的电化学性能；

(3)包括本发明正极材料的电池具有高容量、高首效及高循环稳定性。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

附图说明

图1所示为本发明第二雾化器位置示意图。

图2所示为离心式雾化器示意图。

图3所示为压力式雾化器示意图。

图4所示为双流道分流雾化器示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明第一方面提供了一种制备正极材料的方法，所述方法至少可以包括以下步骤：

(1)将不溶性原料和第一溶剂混合，进行砂磨，得到第一浆料；

(2)将可溶性原料和第二溶剂混合，得到第二浆料；

(3)将所述第一浆料进行第一雾化和第一干燥，将所述第二浆料进行第二雾化和第二干燥，得到混合物料；

(4)将所述混合物料进行烧结。

传统方法制备得到的正极材料，其前驱体空心率较高，松装密度难以提升，从而导致电池的容量较低、首效低且循环性能较差。本发明的发明人经过长时间大量研究发现，造成上述问题的原因可能是：传统方法在制备正极材料时，将可溶性的原料和不可溶性的原料混合在一起制备成浆料，进行雾化和干燥，非均相物料通过高速离心后形成小液滴，小液滴在干燥过程中跟随具有较高温度的热风一起流动(小液滴中的水分在流动过程中蒸发)，在流动过程中，导致其表面与热风直接接触的水分蒸发速度快，而内部水分扩散至表面的速度慢，容易在表面形成干燥的表层，导致形成的球状颗粒内部空心率高，从而导致前驱体的松装密度难以提高。另外，如果小液滴表面在干燥过程中水分蒸发速度过快，内部水分在干燥过程没有蒸发出口，会在外壁薄弱点冲出，造成表面孔洞甚至破碎，会对制备得到的正极材料的电化学性能产生不利影响。如果将可溶性原料与不可溶性原料分开进行雾化干燥，则可以显著降低正极材料前驱体的空心率，从而提高松装密度，并且能够避免前驱体的破碎。

在本发明中，术语“可溶性”和“不可溶性”具有本领域的常规含义，术语“可溶性”通常指的是在室温(25℃)条件下，溶解度大于等于1g/100g溶剂；术语“不可溶性”通常包含微溶性、难溶性和不溶性，指的是在室温(25℃)条件下，溶解度小于1g/100g溶剂。在上述说明中，溶剂可以包括水、乙醇和异丙醇中的至少一种。

在本发明中，所述不溶性原料可以包括第一金属M源，所述第一金属M源可以包括铁源、镍源、锰源、钒源、钴源、镁源、铜源、铬源、锌源、铝源、锂源和钛源中的至少一种；所述可溶性原料可以包括第二金属M源和钠源中的至少一种，所述第二金属M源可以包括铁源、镍源、锰源、钒源、钴源、镁源、铜源、铬源、锌源、铝源、锂源和钛源中的至少一种。

在本发明中，所述第一金属M源可以包括铁的氧化物、镍的氧化物、锰的氧化物、钒的氧化物、钴的氧化物、镁的氧化物、铜的氧化物、铬的氧化物、锌的氧化物、铝的氧化物、钛的氧化物和碳酸锂中的至少一种。

在一实例中，所述第一金属M源包括氧化铁、氧化镍、氧化锰、氧化镁、氧化铬、五氧化二钒、氧化钴、氧化铜、氧化锌、氧化铝和二氧化钛和碳酸锂中的至少一种。

在本发明中，所述第二金属M源可以包括乙酸镍、乙酸锰、乙酸铜和氢氧化锂中的至少一种。

在本发明中，所述钠源可以包括氯化钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、硫酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、醋酸钠和草酸钠中的至少一种。

在本发明中，所述第一溶剂和所述第二溶剂可以各自独立地包括去离子水、乙醇和异丙醇中的至少一种。

在一实例中，所述第一溶剂和所述第二溶剂均包括去离子水。

在一实例中，所述第一溶剂和所述第二溶剂均为去离子水。

在本发明中，在步骤(1)中，所述磨砂可以在本领域常规的磨砂设备中进行，例如磨砂机。

在本发明中，所述砂磨的转速可以为1500rpm-3500rpm，例如1500rpm、2000rpm、2500rpm、3000rpm或3500rpm。所述砂磨的进料压力可以为0.1MPa-0.4MPa，例如0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa或0.4MPa。锆珠的粒径可以为0.05mm-0.5mm，例如0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm。所述砂磨的时间可以为30min-300min，例如30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、150min、200min、250min或300min。

在本发明中，所述步骤(1)还可以包括在进行所述砂磨前，加入砂磨添加剂。

本发明的发明人发现，加入砂磨添加剂能够有效抑制浆料中颗粒的团聚，降低砂磨时间，提高颗粒分散性。

在本发明中，所述砂磨添加剂可以包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的至少一种。

在本发明中，所述聚乙二醇可以包括聚乙二醇200(PEG200)和聚乙二醇400(PEG400)中的至少一种。

在本发明中，以所述第一浆料的总重量为基准，所述砂磨添加剂的含量可以为0.1-5重量％，例如0.1、0.5、1、2、3、4或5重量％。

在本发明中，所述第一浆料的中值粒径Dv50可以为100nm-600nm，例如100nm、200nm、300nm、400nm、500nm或600nm。

在本发明中，所述第一浆料的Dv10、Dv50和Dv90满足以下关系：(Dv90-Dv10)/Dv50为1.1-3，例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3。

在本发明中，在步骤(2)中，还可以加入碳源，所述碳源与所述可溶性原料和所述第二溶剂一起混合。所述碳源可以包括葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、酚醛树脂、PEG和淀粉中的至少一种。

在本发明中，在步骤(2)中，所述第二浆料中可溶性原料的浓度可以为所述可溶性原料在当前操作环境温度下的溶解度的50％-90％，例如50％、60％、70％、80％或90％。

在一实例中，所述第二浆料中可溶性原料的浓度为所述可溶性原料在当前操作环境温度下的溶解度的80％-90％。

本发明的发明人发现，当可溶性原料的浓度过低时(例如小于该可溶性原料在当前操作环境温度下的溶解度的50％时)，在干燥过程中，蒸发所需的热量就越多，直接影响干燥效果；而当可溶性原料的浓度过高时(例如大于该可溶性原料在当前操作环境温度下的溶解度的90％时)，此时产生的温度变化对溶解度的影响较大，可能造成物料析出堵塞喷头；并且，当第二浆料中含有不止一种可溶性原料的情况下，各可溶性原料的溶解度可能产生相互影响，导致各自溶解度降低。

在本发明中，所述第二浆料中可溶性原料的浓度指的是，以所述第二浆料的总重量为基准，所述可溶性原料的质量含量。所述可溶性原料在当前操作环境温度下的溶解度指的是，步骤(2)中，在混合可溶性原料和第二溶剂的温度条件下，该可溶性原料在100g第二溶剂中达到饱和状态时所溶解的克数。

在本发明中，所述第一浆料可以通过第一流量泵泵入第一雾化干燥器中进行第一雾化和第一干燥；所述第二浆料可以通过第二流量泵泵入第二雾化干燥器中进行第二雾化和第二干燥。

所述第一流量泵和所述第二流量泵可以各自独立地选用隔膜泵、蠕动泵和压力泵中的至少一种。

在本发明中，所述第一雾化后喷出的液滴的Dv50可以为5μm-30μm，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm或30μm。

在本发明中，所述第一干燥的温度可以为140℃-220℃，例如140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃或220℃。

在本发明中，所述第一浆料泵入所述第一雾化干燥器的速度可以为5ml/min-200ml/min，例如5ml/min、10ml/min、20ml/min、30ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min、100ml/min、110ml/min、120ml/min、130ml/min、140ml/min、150ml/min、160ml/min、170ml/min、180ml/min、190ml/min或200ml/min。

在本发明中，所述第二雾化后喷出的液滴的中值粒径Dv50可以为5μm-50μm，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm。

在本发明中，所述第二干燥的温度可以为140℃-220℃，例如140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃或220℃。

在本发明中，所述第二浆料泵入所述第二雾化干燥器的速度可以为5ml/min-200ml/min，例如5ml/min、10ml/min、20ml/min、30ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min、100ml/min、110ml/min、120ml/min、130ml/min、140ml/min、150ml/min、160ml/min、170ml/min、180ml/min、190ml/min或200ml/min。

在本发明中，所述步骤(3)还可以包括将上述雾化干燥后的所述第一浆料以及雾化干燥后的所述第二浆料混合。所述混合可以选用本领域常规使用的混合装置，例如包括高速混料机、干混机、行星混料机和犁刀混料机中的至少一种。

相关技术在制备正极材料时，将可溶性的原料和不可溶性的原料混合在一起制备成浆料，并采用常规的喷雾干燥机，进行雾化干燥，用上述方法制备得到的正极材料的前驱体内部空心率高，松装密度难以提高。本发明的发明人进一步发现，可以对喷雾干燥机进行改进，将一个进料口改为两个进料口，将可溶性原料浆料与不可溶性原料浆料分开进料，使其能够在同一设备中分别雾化干燥，并实现均匀、可控以及温和的混合，避免由于使用混合装置将物料混合而导致的破碎，从而直接影响制备得到的正极材料的性能；另外，还能够在产线中减少混合机器的使用，降低生产成本。

在本发明中，所述第一雾化、所述第一干燥、所述第二雾化和所述第二干燥可以在同一喷雾干燥机中进行。

在一实例中，所述第一雾化、所述第一干燥、所述第二雾化和所述第二干燥在喷雾干燥机中进行。

在本发明中，所述喷雾干燥机可以包括第一进料系统、第二进料系统和第一热风系统。所述第一进料系统可以包括第三流量泵，所述第二进料系统可以包括第四流量泵。所述第一热风系统可以包括第一进风口和第一加热设备。

在本发明中，所述第一进风口可以位于所述喷雾干燥机的腔体顶部。

在一实例中，所述第一进风口位于所述喷雾干燥机的腔体顶部，靠近侧壁的位置。

本发明的发明人发现，当第一进风口位于所述喷雾干燥机的腔体顶部时，具有更好的干燥效果，进一步提高制备得到的正极材料前驱体的松装密度；并且进一步地，当第一进风口靠近侧壁时，热风能够带动喷出的不溶性原料和可溶性原料在腔体内部按照特定方向旋转向下，增加了不溶性原料和可溶性原料的移动路径，提高了干燥效率和混合的均匀性。

在本发明中，所述第一进风口的温度可以为140℃-220℃，例如140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃或220℃。

在本发明中，所述第一浆料可以与所述第一进料系统相连，所述第二浆料可以与所述第二进料系统相连。

在本发明中，所述第三流量泵和所述第四流量泵可以各自独立地选用隔膜泵、蠕动泵和压力泵中的至少一种。

在本发明中，所述第一进料系统和所述第二进料系统可以分别与雾化器相连，也可以使用同一雾化器。

<第一进料系统与第二进料系统分别连接雾化器>

在本发明中，所述喷雾干燥机还可以包括第一雾化器和第二雾化器，所述第一进料系统与所述第一雾化器相连，所述第二进料系统与所述第二雾化器相连。所述第一雾化器可以位于所述喷雾干燥机的腔体顶部，也可以位于所述腔体侧壁；所述第二雾化器可以位于所述喷雾干燥机的腔体侧壁，也可以位于所述腔体顶部。

在一实例中，所述第一雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体顶部，所述第二雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体顶部且远离所述第一雾化器。

在一实例中，所述第一雾化器位于所述喷雾干燥机腔体顶部，由中心向第一方向延伸的位置，所述第二雾化器位于所述喷雾干燥机腔体顶部，由中心向第二方向延伸的位置，所述第一方向与所述第二方向为同一水平线上相反的的两个方向。

在一实例中，所述第一雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体顶部，靠近中心的位置。所述第二雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体侧壁。

在一实例中，所述第一雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体顶部中心位置。所述第二雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体侧壁。

本发明的发明人发现，当第二雾化器位于喷雾干燥机的腔体侧壁时，如果第二雾化器位于特定位置时，能够进一步降低制备得到的正极材料前驱体的空心率，提高其松装密度；其原因可能在于，当第二雾化器的位置过高时，第二雾化器中喷出的液滴会对第一雾化器中喷出的液滴产生干扰，影响二者的干燥和混合效果；当第二雾化器的位置过低时，第二雾化器中喷出的液滴无法获得有效的干燥，并且影响与第一雾化器中喷出的干燥后的液滴的混合效果。

在本发明中，以所述喷雾干燥机的腔体侧壁的总高度(侧壁与顶部的连接点至侧壁与底部的连接点之间的垂直距离)为基准，所述第二雾化器可以位于距离所述喷雾干燥机的腔体顶部1/3-2/3的位置。

如图1所示为本发明第二雾化器位置示意图，从图中可以看出，第二雾化器2位于喷雾干燥机的腔体1的侧壁，腔体侧壁的总高度H为侧壁与顶部的连接点A至侧壁与底部的连接点B之间的垂直距离，第二雾化器2位于距离A点1/3H至2/3H之间。

在本发明中，所述第一雾化器和所述第二雾化器可以选用本领域常规使用的雾化器，例如包括离心式雾化器和压力式雾化器中的至少一种。

在一实例中，所述第一雾化器选用离心式雾化器。

在一实例中，所述第二雾化器选用压力式雾化器。

在本发明中，所述喷雾干燥机还可以包括第二热风系统。所述第二热风系统可以包括第二进风口和第二加热设备。

在一实例中，所述第二进风口可以位于所述喷雾干燥机的腔体侧壁。

在一实例中，所述第二进风口可以位于所述喷雾干燥机的腔体侧壁，且靠近所述第二雾化器。

本发明的发明人发现，当喷雾干燥机包括第二热风系统，且第二热风系统的第二进风口位于喷雾干燥机的腔体侧壁，且靠近第二雾化器时，可加速第二浆料的干燥速度，使得第二浆料对第一浆料的影响更小。

在本发明中，所述第一加热设备和所述第二加热设备可以选用本领域常规使用的加热设备，例如包括电加热设备和燃气加热设备中的至少一种。

在本发明中，所述第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50可以为5μm-30μm，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm或30μm。

在本发明中，所述第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50可以为5μm-50μm，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm。

本发明的发明人发现，当第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值在特定范围内时，能够提高制备得到的正极材料前驱体的松装密度。

在本发明中，所述第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值可以为1：(1-3)，例如1：1、1：2或1：3。

在一实例中，所述第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值为1：(2-3)。

在本发明中，所述第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50可以通过本领域常规的方法测试得到，例如使用激光粒度仪。

在本发明中，所述第一进料系统的进料速度可以为5ml/min-200ml/min，例如5ml/min、10ml/min、20ml/min、30ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min、100ml/min、110ml/min、120ml/min、130ml/min、140ml/min、150ml/min、160ml/min、170ml/min、180ml/min、190ml/min或200ml/min。

在一实例中，所述第一进料系统的进料速度为60ml/min-100ml/min。

在本发明中，所述第二进料系统的进料速度可以为5ml/min-200ml/min，例如5ml/min、10ml/min、20ml/min、30ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min、100ml/min、110ml/min、120ml/min、130ml/min、140ml/min、150ml/min、160ml/min、170ml/min、180ml/min、190ml/min或200ml/min。

在一实例中，所述第二进料系统的进料速度为40ml/min100ml/min。

本发明的发明人发现，当第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值在特定范围时，再进一步限定第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度，使其满足特定范围，能够进一步提高制备得到的前驱体的松装密度。

在本发明中，所述第一进料系统的进料速度与所述第二进料系统的进料速度的比值可以为(0.08-3)：1，例如0.08：1、0.09：1、0.1：1、0.2：1、0.3：1、0.4：1、0.5：1、0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1、1：1、1.1：1、1.2：1、1.3：1、1.4：1、1.5：1、1.6：1、1.7：1、1.8：1、1.9：1、2：1或3：1。

在一实例中，所述第一进料系统的进料速度与所述第二进料系统的进料速度的比值为(0.1-0.5)：1。

在一实例中，所述第一进料系统的进料速度与所述第二进料系统的进料速度的比值为(1-1.5)：1。

在本发明中，当所述第一雾化器为离心式雾化器时，所述第一雾化器的线速度可以为120m/s-300m/s，例如120m/s、130m/s、140m/s、150m/s、160m/s、170m/s、180m/s、190m/s、200m/s、210m/s、220m/s、230m/s、240m/s、250m/s、260m/s、270m/s、280m/s、290m/s或300m/s。

在本发明中，当所述第二雾化器为离心式雾化器时，所述第二雾化器的线速度可以为120m/s-300m/s，例如120m/s、130m/s、140m/s、150m/s、160m/s、170m/s、180m/s、190m/s、200m/s、210m/s、220m/s、230m/s、240m/s、250m/s、260m/s、270m/s、280m/s、290m/s或300m/s。

在本发明中，所述第二进风口的温度可以为140℃-220℃，例如140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃或220℃。

<第一进料系统与第二进料系统使用同一雾化器>

在一实例中，所述喷雾干燥机还包括第三雾化器。所述第三雾化器可以包括第一进口和第二进口，所述第一进口与所述第一进料系统相连，所述第二进口与所述第二进料系统相连。

在一实例中，所述第三雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体顶部。

在一实例中，所述第三雾化器位于所述喷雾干燥机的腔体顶部，靠近中心。

在本发明中，所述第三雾化器可以包括离心式雾化器，也可以包括压力式雾化器，还可以包括双流道分流雾化器。

如图2所示为离心式雾化器示意图，从图中可以看出，该离心式雾化器包括第一进口3和第二进口4，第一浆料通过第一进料系统进入第一进口3，第二浆料通过第二进料系统进入第二进口4，该离心式雾化器的离心装置将第一浆料和第二浆料离心甩出，分别形成第一雾滴5和第二雾滴6。

如图3所示为压力式雾化器示意图，从图中可以看出，该压力式雾化器包括第一进口3和第二进口4，第一浆料通过第一进料系统进入第一进口3，第二浆料通过第二进料系统进入第二进口4，该压力式雾化器的压力装置将第一浆料和第二浆料喷出，形成第一雾滴5和第二雾滴6。

如图4所示为双流道分流雾化器示意图，从图中可以看出，该双流道分流雾化器包括第一进口3和第二进口4，第一浆料通过第一进料系统进入第一进口3，第二浆料通过第二进料系统进入第二进口4，该双流道分流雾化器的离心装置将第一浆料离心甩出，形成第一液滴5，其压力装置将第二浆料喷出，形成第二雾滴6。

在本发明中，所述第三雾化器还可以包括第一喷出口和第二喷出口，所述第一喷出口与所述第一进口相对应，所述第二喷出口与所述第二进口相对应。所述第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50可以为5μm-30μm(例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm或30μm)。所述第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50可以为5μm-50μm(例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm)。

本发明的发明人发现，当第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值在特定范围内时，能够提高制备得到的正极材料前驱体的松装密度。

在本发明中，所述第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值可以1：(1-3)，例如1：1、1：2或1：3。

在一实例中，所述第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值为1：(2-3)。

在本发明中，所述第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50与所述第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50可以通过本领域常规的方法测试得到，例如使用激光粒度仪。

在本发明中，所述第一进口的进料速度可以为5ml/min-200ml/min，例如5ml/min、10ml/min、20ml/min、30ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min、100ml/min、110ml/min、120ml/min、130ml/min、140ml/min、150ml/min、160ml/min、170ml/min、180ml/min、190ml/min或200ml/min。

在一实例中，所述第一进口的进料速度为60ml/min-100ml/min。

在本发明中，所述第二进口的进料速度可以为5ml/min-200ml/min，例如5ml/min、10ml/min、20ml/min、30ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min、100ml/min、110ml/min、120ml/min、130ml/min、140ml/min、150ml/min、160ml/min、170ml/min、180ml/min、190ml/min或200ml/min。

在一实例中，所述第二进口的进料速度为40ml/min-100ml/min。

本发明的发明人发现，当第一喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二喷出口喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值在特定范围时，再进一步限定第一进口的进料速度与第二进口的进料速度，使其满足特定范围，能够进一步提高制备得到的前驱体的松装密度。

在本发明中，所述第一进口的进料速度与所述第二进口的进料速度的比值可以为(0.08-3)：1，例如0.08：1、0.09：1、0.1：1、0.2：1、0.3：1、0.4：1、0.5：1、0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1、1：1、1.1：1、1.2：1、1.3：1、1.4：1、1.5：1、1.6：1、1.7：1、1.8：1、1.9：1、2：1或3：1。

在一实例中，所述第一进口的进料速度与所述第二进口的进料速度的比值为(0.1-0.5)：1。

在一实例中，所述第一进口的进料速度与所述第二进口的进料速度的比值为(1-1.5)：1。

在本发明中，所述喷雾干燥机还可以包括气流混合装置。所述气流混合装置可以位于所述喷雾干燥机的腔体底部。

本发明的发明人发现，当所述喷雾干燥机腔体底部设置气流混合装置时，能够进一步提高混合均匀性。

在本发明中，在步骤(4)中，所述烧结可以包括第一烧结和第二烧结。所述第一烧结的温度可以为200℃-500℃，例如200℃、300℃、400℃或500℃。所述第一烧结的时间可以为1h-5h，例如1h、2h、3h、4h或5h。所述第二烧结的温度可以为400℃-1050℃，例如400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃或1050℃。所述第二烧结的时间可以为5h-20h，例如5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h。

在一实例中，所述第一烧结与所述第二烧结之间还包括升温阶段。所述升温阶段的升温速率可以为1℃/min-10℃/min，例如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min或10℃/min。

在本发明中，在步骤(4)中，所述烧结后还可以包括粉碎。所述粉碎可以在本领域常规使用的粉碎设备中进行，例如包括鄂破机、对辊机和气流粉碎机中的至少一种。

在本发明中，所述粉碎后还可以包括水洗和第三烧结。所述水洗的溶剂可以包括去离子水。所述水洗的次数可以为1次-3次。所述第三烧结的温度可以为400℃-700℃(例如400℃、500℃、600℃或700℃)。所述第三烧结的时间可以为5h-10h(例如5h、6h、7h、8h、9h或10h)。

在本发明中，所述第一烧结、所述第二烧结和所述第三烧结可以在本领域常规使用的高温设备中进行，例如包括辊道窑、箱式炉、管式炉、回转窑、板推炉和隧道炉中的至少一种。

在本发明中，所述第一烧结、所述第二烧结和所述第三烧结的气氛可以为空气、氧气和惰性气氛中的至少一种。所述惰性气氛例如包括氮气和氩气中的至少一种。

本发明第二方面提供了一种正极材料，所述正极材料可以包括本发明第一方面所述的方法制备得到的正极材料。

在本发明中，所述正极材料可以包括层状氧化物型材料、聚阴离子型材料和普鲁士蓝型材料中的至少一种。所述层状氧化物型材料可以包括钠离子层状氧化物正极材料，也可以包括锂离子层状氧化物正极材料。

本发明第三方面提供了一种正极片，所述正极片包括本发明第二方面所述的正极材料。

在一实例中，所述正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体至少一侧表面的正极涂层，所述正极涂层可以包括所述正极材料。

所述正极涂层还可以包括正极导电剂和正极粘结剂。所述正极导电剂可以包括本领域常规使用的导电剂，例如包括导电炭黑、科琴黑和乙炔黑中的至少一种。所述正极粘结剂可以包括本领域常规使用的粘结剂，例如包括聚偏氟乙烯、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠中的至少一种。

以所述正极涂层的总重量为基准，所述正极材料的含量可以为80-99重量％，所述正极粘结剂的含量可以为0.5-10重量％，所述正极导电剂的含量可以为0.5-10重量％。

本发明第四方面提供了一种电池，所述电池包括本发明第二方面所述的正极材料和/或本发明第三方面所述正极片。

在本发明中，所述电池还可以包括负极片、隔膜和电解液。

在一实例中，所述负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体至少一侧表面的负极涂层，所述负极涂层可以包括负极材料。

所述负极材料可以包括本领域常规使用的负极材料，例如包括石墨、软碳、硬碳和硅材料中的至少一种。

所述负极涂层还可以包括负极导电剂和负极粘结剂。所述负极导电剂可以包括本领域常规使用的导电剂，例如包括导电炭黑、科琴黑和乙炔黑中的至少一种。所述负极粘结剂可以包括本领域常规使用的粘结剂，例如包括聚偏氟乙烯、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠中的至少一种。

在本发明中，以所述负极涂层的总重量为基准，所述负极材料的含量可以为80-99重量％，所述负极粘结剂的含量可以为0.5-10重量％，所述负极导电剂的含量可以为0.5-10重量％。

在本发明中，所述隔膜可以包括本领域常规使用的隔膜，例如聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜、聚乙烯-聚丙烯复合隔膜和玻璃纤维膜中的至少一种。

在本发明中，所述电解液可以包括本领域常规使用的电解液，例如所述电解液包括有机溶剂和电解质盐。所述有机溶剂可以包括碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)。所述电解质盐可以包括钠盐和锂盐中的至少一种。所述钠盐例如包括NaClO

所述电池的制备方法可以按照本领域的方式进行，均能够实现本发明的效果。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下实例中，在没有特别说明的情况下，所用的材料均为商购的分析纯。

以下I组制备例用于制备本发明的钠离子层状氧化物正极材料。

制备例I1

按照以下步骤制备正极材料：

(1)将以铁计的氧化铁、以镍计的氧化镍和以锰计的氧化锰按照摩尔比为1：1：1混合均匀，加入一定量的去离子水(使固含量为40wt％)和聚乙烯吡咯烷酮(加入量为第一浆料总重量的3％)，加入砂磨机(转速2500rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.5mm，砂磨时间为180min)，得到第一浆料(中值粒径Dv50为500nm)，其中，第一浆料的Dv10、Dv50和Dv90满足(Dv90-Dv10)/Dv50为1.1-3；

(2)在室温条件下(25℃)，将碳酸钠加入去离子水中，配置碳酸钠溶液的浓度为室温下碳酸钠溶解度的85％，得到第二浆料；

(3)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的第一浆料和步骤(2)制备得到的第二浆料分别同时泵入喷雾干燥机的第一进料系统和第二进料系统；

喷雾干燥机包括第一进料系统、第二进料系统、第一进风口、第二进风口、第一雾化器和第二雾化器；第一进风口温度为200℃(位于喷雾干燥机腔体顶部，靠近侧壁的位置)，第一雾化器(离心式雾化器，线速度为120m/s)与第一进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体顶部中心的位置；第二雾化器(压力式雾化器)与第二进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体侧壁，距离腔体顶部1/2的位置；第二进风口温度为200℃(位于喷雾干燥机腔体侧壁，且靠近第二雾化器)；

控制第一进料系统的进料速度为100ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为1：1)；第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为5μm，第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为10μm(使得第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值1：2)；

(4)将步骤(3)得到的混合物料置于箱式炉中进行如下烧结程序：400℃保温2h，950℃保温20h，升温速率为3℃/min，烧结气氛为空气；将得到的物料使用气流粉碎机处理；得到正极材料。

制备例I2

按照以下步骤制备正极材料：

(1)将以铁计的氧化铁、以镍计的氧化镍和以锰计的氧化锰按照摩尔比为1：1：1混合均匀，加入一定量的去离子水(使固含量为33wt％)和聚乙烯吡咯烷酮(加入量为第一浆料总重量的3％)，加入砂磨机(转速2500rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.5mm，砂磨时间为180min)，得到第一浆料(中值粒径Dv50为500nm)，其中，第一浆料的Dv10、Dv50和Dv90满足(Dv90-Dv10)/Dv50为1.1-3；

(2)在室温条件下(25℃)，将碳酸钠加入去离子水中，配置碳酸钠溶液的浓度为室温下碳酸钠溶解度的80％，得到第二浆料；

(3)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的第一浆料和步骤(2)制备得到的第二浆料分别同时泵入喷雾干燥机的第一进料系统和第二进料系统，；

喷雾干燥机包括第一进料系统、第二进料系统、第一进风口、第二进风口、第一雾化器和第二雾化器；第一进风口温度为220℃(位于喷雾干燥机腔体顶部，靠近侧壁的位置)，第一雾化器(离心式雾化器，线速度为200m/s)与第一进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体顶部中心的位置；第二雾化器(压力式雾化器)与第二进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体侧壁，距离腔体顶部1/3的位置；第二进风口温度为220℃(位于喷雾干燥机腔体侧壁，且靠近第二雾化器)；

控制第一进料系统的进料速度为60ml/min，第二进料系统的进料速度为40ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为1.5：1)；第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为15μm，第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为45μm(使得第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值1：3)。

制备例I3

按照以下步骤制备正极材料：

(1)将以铁计的氧化铁、以镍计的氧化镍和以锰计的氧化锰按照摩尔比为1：1：1混合均匀，加入一定量的去离子水(使固含量为40wt％)和聚乙烯吡咯烷酮(加入量为第一浆料总重量的3％)，加入砂磨机(转速2500rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.5mm，砂磨时间为180min)，得到第一浆料(中值粒径Dv50为500nm)，其中，第一浆料的Dv10、Dv50和Dv90满足(Dv90-Dv10)/Dv50为1.1-3；

(2)在室温条件下(25℃)，将碳酸钠加入去离子水中，配置碳酸钠溶液的浓度为室温下碳酸钠溶解度的90％，得到第二浆料；

(3)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的第一浆料和步骤(2)制备得到的第二浆料分别同时泵入喷雾干燥机的第一进料系统和第二进料系统，；

喷雾干燥机包括第一进料系统、第二进料系统、第一进风口、第二进风口、第一雾化器和第二雾化器；第一进风口温度为180℃(位于喷雾干燥机腔体顶部，靠近侧壁的位置)，第一雾化器(离心式雾化器，线速度为150m/s)与第一进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体顶部中心的位置；第二雾化器(压力式雾化器)与第二进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体侧壁，距离腔体顶部2/3的位置；第二进风口温度为180℃(位于喷雾干燥机腔体侧壁，且靠近第二雾化器)；

控制第一进料系统的进料速度为80ml/min，第二进料系统的进料速度为60ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为1.3：1)；第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为10μm，第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为25μm(使得第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值1：2.5)。

制备例I4组

本组制备例参照制备例I1进行，所不同的是，改变第二浆料中碳酸钠的浓度以及第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值，具体的：

制备例I4a，碳酸钠溶液的浓度为室温下碳酸钠溶解度的50％；控制第一进料系统的进料速度为45ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为0.45：1)；

制备例I4b，碳酸钠溶液的浓度为室温下碳酸钠溶解度的30％；控制第一进料系统的进料速度为30ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为0.3：1)；

制备例I4c，碳酸钠溶液的浓度为室温下碳酸钠溶解度的95％；控制第一进料系统的进料速度为156ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为1.56：1)。

制备例I5组

本组制备例参照制备例I1进行，所不同的是，改变喷雾干燥机，具体的：

制备例I5a，第二雾化器(压力式雾化器)位于喷雾干燥机腔体侧壁，距离腔体顶部1/4的位置；

制备例I5b，第二雾化器(压力式雾化器)位于喷雾干燥机腔体侧壁，距离腔体顶部5/6的位置；

制备例I5c，第一雾化器位于喷雾干燥机腔体顶部；第二雾化器(离心式雾化器，线速度为120m/s)位于喷雾干燥机腔体顶部，且第一雾化器与第二雾化器之间的直线距离为该腔体顶部水平截面直径的1/2；

制备例I5d，喷雾干燥机包括第一进料系统、第二进料系统、第一进风口、和第三雾化器(双流道分流雾化器)；第三雾化器的第一进口与第一进料系统相连，第二进口与第二进料系统相连；第三雾化器位于喷雾干燥机的腔体顶部；控制第一进口的进料速度为100ml/min，第一进口的进料速度为100ml/min；第一喷出口的液滴的中值粒径Dv50为5μm，第二喷出口的液滴的中值粒径Dv50为10μm。

制备例I6组

本组制备例参照制备例I1进行，所不同的是，通过调整第二雾化器的喷雾压力来改变第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50，具体的：

制备例I6a，第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为5μm，第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为5μm(中值粒径Dv50的比值为1：1)；

制备例I6b，第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为5μm，第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为20μm(中值粒径Dv50的比值为1：4)。

制备例I7

本制备例参照制备例I1进行，所不同的是，将第一浆料和第二浆料分别使用喷雾干燥机，后混合，具体的：

(3)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的第一浆料泵入喷雾干燥机中进行雾化干燥，其中干燥温度为200℃，雾化后喷出的液滴的Dv50为5μm，第一浆料泵入雾化干燥机的速度为90ml/min；使用蠕动泵，将步骤(2)制备得到的第二浆料泵入喷雾干燥机中进行雾化干燥，其中干燥温度为200℃，雾化后喷出的液滴的Dv50为10μm，第二浆料泵入雾化干燥机的速度为45ml/min；将上述物料使用高速混料机混合。

对比制备例1

按照以下步骤制备正极材料：

(1)将以铁计的氧化铁、以镍计的氧化镍、以锰计的氧化锰和以钠计的碳酸钠按照摩尔比为1：1：1：1.1混合均匀，加入一定量的去离子水(使固含量为33wt％)和聚乙烯吡咯烷酮(加入量为第一浆料总重量的3％)，加入砂磨机(转速2500rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.5mm，砂磨时间为180min)，得到第一浆料(中值粒径Dv50为500nm)；

(2)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的浆料泵入喷雾干燥机；其中干燥温度为200℃，雾化后喷出的液滴的Dv50为10μm；

(3)将步骤(2)得到的混合物料置于箱式炉中进行如下烧结程序：400℃保温2h，950℃保温20h，升温速率为3℃/min，烧结气氛为空气；将得到的物料使用气流粉碎机处理；得到正极材料。

以下II组制备例用于制备本发明的聚阴离子正极材料。

制备例II1

参照制备例I1进行，所不同的是：

(1)将五氧化二钒(400g)和聚乙烯吡咯烷酮(加入量为第一浆料总重量的1％)，加入一定量的去离子水(使固含量为33wt％)，加入砂磨机(转速3000rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.2mm，砂磨时间为150min)，得到第一浆料(中值粒径Dv50为200nm)，其中，第一浆料的Dv10、Dv50和Dv90满足(Dv90-Dv10)/Dv50为1.1-3；

(2)在室温条件下(25℃)，将191g二水磷酸二氢钠(室温下溶解度的85％)和63g葡萄糖溶于1L去离子水中，得到第二浆料；

(3)控制第一进料系统的进料速度为30ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为0.3：1)；

(4)将步骤(3)得到的混合物料置于箱式炉中进行如下烧结程序：400℃保温4h，740℃保温8h，升温速率为3℃/min，烧结气氛为氮气；将得到的物料使用气流粉碎机处理；得到正极材料。

制备例II2

参照制备例II1进行，所不同的是：

步骤(2)中，在室温条件下(25℃)，将180g磷酸二氢钠(室温下溶解度的80％)和60g葡萄糖溶于1L去离子水中，得到第二浆料；

步骤(3)中，控制第一进料系统的进料速度为10ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为0.1：1)。

制备例II3

参照制备例II1进行，所不同的是：

步骤(2)中，在室温条件下(25℃)，将180g磷酸二氢钠(室温下溶解度的80％)和60g葡萄糖溶于1L去离子水中，得到第二浆料；

步骤(3)中，控制第一进料系统的进料速度为50ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为0.5：1)。

制备例II4

参照制备例II1进行，所不同的是：

步骤(2)中，在室温条件下(25℃)，将100g磷酸二氢钠(室温下溶解度的50％)和33g葡萄糖溶于1L去离子水中，得到第二浆料；

步骤(3)中，控制第一进料系统的进料速度为8ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为0.08：1)。

对比制备例2

按照以下步骤制备正极材料：

(1)将400g五氧化二钒、聚乙烯吡咯烷酮(加入量为浆料总重量的1％)、191g磷酸二氢钠和63g葡萄糖混合均匀，加入一定量的去离子水(使固含量为33wt％)，加入砂磨机(转速3000rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.2mm，砂磨时间为150min)，得到浆料(中值粒径Dv50为200nm)；

(2)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的浆料泵入喷雾干燥机；其中干燥温度为200℃，雾化后喷出的液滴的Dv50为10μm；

(3)将步骤(2)得到的混合物料置于箱式炉中进行如下烧结程序：400℃保温4h，740℃保温8h，升温速率为3℃/min，烧结气氛为氮气；将得到的物料使用气流粉碎机处理；得到正极材料。

以下III组制备例用于制备本发明的锂离子层状氧化物正极材料。

制备例III

按照以下步骤制备正极材料：

(1)将以钴计的氧化钴、以镍计的氧化镍和以锰计的氧化锰按照摩尔比为1：8：1混合均匀，加入一定量的去离子水(使固含量为40wt％)和聚乙烯吡咯烷酮(加入量为第一浆料总重量的3％)，加入砂磨机(转速2500rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.5mm，砂磨时间为180min)，得到第一浆料(中值粒径Dv50为500nm)，其中，第一浆料的Dv10、Dv50和Dv90满足(Dv90-Dv10)/Dv50为1.1-3；

(2)在室温条件下(25℃)，将氢氧化锂加入去离子水中，配置氢氧化锂溶液的浓度为室温下氢氧化锂溶解度的90％，得到第二浆料；

(3)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的第一浆料和步骤(2)制备得到的第二浆料分别同时泵入喷雾干燥机的第一进料系统和第二进料系统；

喷雾干燥机包括第一进料系统、第二进料系统、第一进风口、第二进风口、第一雾化器和第二雾化器；第一进风口温度为200℃(位于喷雾干燥机腔体顶部，靠近侧壁的位置)，第一雾化器(离心式雾化器，线速度为120m/s)与第一进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体顶部中心的位置；第二雾化器(压力式雾化器)与第二进料系统连接，且位于喷雾干燥机腔体侧壁，距离腔体顶部1/2的位置；第二进风口温度为200℃(位于喷雾干燥机腔体侧壁，且靠近第二雾化器)；

控制第一进料系统的进料速度为30ml/min，第二进料系统的进料速度为100ml/min(使得第一进料系统的进料速度与第二进料系统的进料速度的比值为0.3：1)；第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为5μm，第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50为10μm(使得第一雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50与第二雾化器喷出的液滴的中值粒径Dv50的比值1：2)；

(4)将步骤(3)得到的混合物料置于箱式炉中进行如下烧结程序：400℃保温2h，900℃保温20h，升温速率为3℃/min，烧结气氛为氧气；将得到的物料使用气流粉碎机处理；得到正极材料。

对比制备例3

按照以下步骤制备正极材料：

(1)将以铁计的氧化铁、以镍计的氧化镍、以锰计的氧化锰和以锂计的氢氧化锂按照摩尔比为1：8：1：1.1混合均匀，加入一定量的去离子水(使固含量为33wt％)和聚乙烯吡咯烷酮(加入量为第一浆料总重量的3％)，加入砂磨机(转速2500rpm，进料压力0.3MPa，锆珠粒径为0.5mm，砂磨时间为180min)，得到第一浆料(中值粒径Dv50为500nm)；

(2)使用蠕动泵，将步骤(1)制备得到的浆料泵入喷雾干燥机；其中干燥温度为200℃，雾化后喷出的液滴的Dv50为10μm；

(3)将步骤(2)得到的混合物料置于箱式炉中进行如下烧结程序：400℃保温2h，900℃保温20h，升温速率为3℃/min，烧结气氛为氧气；将得到的物料使用气流粉碎机处理；得到正极材料。

测试例I

松装密度测试

将制备例和对比制备例制备得到的正极材料前驱体进行松装密度测试，具体测试方法按照GB/T 1479.2-2011中的斯柯特容量计法，将结果记于表1。

表1

从表1可以看出，本发明的方法制备得到的正极材料的前驱体与对比例相比，松装密度显著提高。

以下实施例用于说明本发明的电池

实施例1

按照以下步骤制备电池：

(1)制备正极片

将制备例制备得到的正极材料、聚偏氟乙烯和导电炭黑按照质量比为80:10:10混合，加入N-甲基吡咯烷酮，使用机械离心搅拌机充分搅拌均匀，得到正极浆料，其中固含量为45％；通过涂布机将上述正极浆料均匀涂覆在铝箔上，置于100℃烘箱内，真空干燥12h；使用裁片机裁成直径为12mm的圆形极片，称重，计算出活性物质质量；

(2)制备扣式电池

对于钠离子电池，组装在氧气<0.1ppm，水含量<0.1ppm的手套箱内进行，以钠片为负极，玻璃纤维膜为隔膜(whatman GF/D)，电解液为EC和DEC按照体积比为1:1混合后加入1mol/L的NaClO

对于锂离子电池，组装在氧气<0.1ppm，水含量<0.1ppm的手套箱内进行，以锂片为负极，PE隔膜，电解液为EC和DEC按照体积比为1:1混合，加入1MLiPF

对比例

参照实施例的方法进行，所不同的是，将正极材料替换为质量相同的对比制备例制备得到的正极材料。

测试例II

电化学性能测试

将实施例与对比例制备得到的2032型扣式电池进行电化学性能测试，具体测试方法如下：使用新威充放电测试仪进行电池测试，电流为0.1C，充放1圈获得首次容量，以1C完成50圈循环测试，结果记于表2。

表2

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从表2可以看出，本发明的正极材料制备得到的电池与对比例相比，首次库伦效率和循环容量保持率较高。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。