[发明专利]一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料及其制备方法、锂离子电池正极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料，其特征在于，所述双掺杂富锂固溶体正极复合材料化学式为：xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂·yM_a3M_b，其中0<x<1，0<y<0.1，M为Ni、Co、Mn、Ti、Al、Zr、Fe、V、Mg和W中一种或几种的组合，M_a为Na和K中的一种或组合，M_b为N和P中的一种或几种的组合。

2.如权利要求1所述的一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料，其特征在于，y的取值范围为0.02≤y≤0.09。

3.一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取可溶性金属盐溶解，所述金属盐中的金属元素为Mn或者为Ni、Co、Ti、Al、Zr、Fe、V、Mg和W中一种或几种和Mn的组合，制得金属元素的浓度为0.5～5mol/L的金属盐水溶液；取碱或碳酸盐溶解，制得OH^-的浓度为1～5mol/L的OH^-溶液或CO₃^2-的浓度为1～5mol/L的CO₃^2-溶液；在持续搅拌的条件下，将所述金属盐水溶液加入所述OH^-溶液或所述CO₃^2-溶液中，在制得的混合溶液中生成沉淀，继续搅拌所述混合溶液，然后静置，制得固液混合溶液，过滤，收集所述固液混合溶液中的沉淀，将所述收集得到的沉淀进行清洗并干燥，制得前驱体；

按化学式xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂·yM_a3M_b中的比例取锂盐或氢氧化锂、M_a3M_b和所述前驱体混合制得混合物，0<x<1，0<y<0.1，M_a为Na和K中的一种或组合，M_b为N和P中的一种或几种的组合，研磨，制得研磨产物，将所述研磨产物置于40～200℃的条件下干燥1～48h，制得干燥后的研磨产物；将所述干燥后的研磨产物置于马弗炉内，升温至400～800℃，然后升温至800～1500℃，恒温保持0.5～48h，随炉冷却至室温，制得双掺杂富锂固溶体正极复合材料，所述双掺杂富锂固溶体正极复合材料化学式为：xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂·yM_a3M_b，其中0<x<1，0<y<0.1，M为Ni、Co、Mn、Ti、Al、Zr、Fe、V、Mg和W中一种或几种的组合，M_a为Na和K中的一种或组合，M_b为N和P中的一种或几种的组合。

4.如权利要求3所述的一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐为醋酸盐、草酸盐、硫酸盐、硝酸盐和氯化物中的一种或几种的组合。

5.如权利要求3所述的一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述碱为LiOH、NaOH、KOH和氨水中的一种或几种的组合。

6.如权利要求3所述的一种双掺杂富锂固溶体正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳酸盐为Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、(NH₄)₂CO₃和(NH₄)HCO₃中的一种或几种。