[发明专利]富锂正极材料、锂电池正极和锂电池

权利要求书

1.一种富锂正极材料，其结构通式如下：

z[xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂]·(1-z)Li_3-2yM’_2yPO₄；

其中，所述Li_3-2yM’_2yPO₄在xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂的晶格中呈橄榄石结构分布；x、z为摩尔计量比，0<x<1，0<y<1，0<z<1；M为Mn、Ti、Zr、Cr中的至少一种，Me为Mn、Co、Ni、Ti、Cr、V、Fe、Al、Mg、Zr中的至少一种，M’为Fe、Co、Ni、V、Mg、Mn中的至少一种。

2.如权利要求1所述的富锂正极材料，其特征在于：所述结构通式z[xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂]·(1-z)Li_3-2yM’_2yPO₄呈层状-橄榄石结构。

3.如权利要求1所述的富锂正极材料，其特征在于：所述富锂正极材料的颗粒粒径为1μm～15μm。

4.一种富锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

获取结构通式为xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂的富锂正极材料前驱体，式中，x为摩尔计量，且0<x<1，M为Mn、Ti、Zr、Cr中的至少一种，Me为Mn、Co、Ni、Ti、Cr、V、Fe、Al、Mg、Zr中的至少一种；

按结构通式Li_3-2y M’_2yPO₄中相应元素摩尔计量比将磷酸铵盐、可溶性M’盐和可溶性锂盐溶于溶剂中，配制混合溶液；式中，0<y<1，M’为Fe、Co、Ni、V、Mg、Mn中的至少一种；

按所述结构通式z[xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂]·(1-z)Li_3-2yM’_2yPO₄中xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂与Li_3-2yM’_2yPO₄的摩尔计量比将所述富锂正极材料前驱体分散在所述混合溶液，然后在无氧环境中于水浴搅拌直至干燥，得到干燥混合物；

将所述干燥混合物粉碎后在无氧环境中退火处理，冷却，得到所述结构通式为z[xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂]·(1-z)Li_3-2yM’_2yPO₄的富锂正极材料。

5.如权利要求4所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述配制混合溶液的步骤中，所述可溶性M’盐为M’的硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、氯化物中的至少一种。

6.如权利要求4所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述配制混合溶液的步骤中，所述可溶性锂盐为硝酸锂、硫酸锂、醋酸锂、氯化锂中的至少一种。

7.如权利要求4所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述配制混合溶液的步骤中，所述溶剂为乙醇酸、甲酸中的至少一种。

8.如权利要求4～7任一项所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述M’盐为M’硝酸盐，所述可溶性锂盐为硝酸锂。

9.如权利要求4所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述干燥混合物制备的步骤中，所述退火处理的温度为500～800℃，退火时间为12～48h。

10.如权利要求4所述的富锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述干燥混合物制备的步骤中，所述水浴搅拌的温度为50～100℃。