[发明专利]阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料，所述正极材料的化学通式为Li(Ni_0.4Co_0.2Mn_0.4)_1-xM_xO_2-yN_y，其中，M为Ti、Mg、Al或Cr；N为F、Cl或Br，0＜x≤0.15，0＜y≤0.15。

按照摩尔比称取可溶性锂源、镍源、锰源、钴源、金属M盐和N盐，分别用去离子水溶解后，加入柠檬酸溶液混合搅拌均匀，用浓氨水调节pH后加热蒸发得到凝胶。凝胶加热干燥后，经过两次灼烧研磨得到产品阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料。

2.一种阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料，步骤如下：

(1)将水溶性的锂源、镍源、锰源、钴源、M盐、N盐及柠檬酸溶于水中充分混合，再用氨水调节pH值至7-8，所述M为Ti、Mg、Al或Cr；N为F、Cl或Br；

(2)将步骤(1)得到的溶液在60～100℃下搅拌加热，得到凝胶体；

(3)将步骤(2)所得凝胶体80-150℃下干燥8-15小时，得到干凝胶体；

(4)将干凝胶体在300-600℃预灼烧处理4-8小时，自然冷却至室温研磨得到前驱体；

(5)步骤(4)得到的粉末置于700-1000℃条件下焙烧10-20小时，冷却后继续研磨得到产品阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池正极材料。

进一步，所述锂源、镍源、锰源、钴源、M盐、N盐按照锂、镍、锰、钴、M、N的摩尔比为(1-y)∶(0.4-x)∶(0.4-x)∶(0.2-x)∶x∶y加入，其中0＜x≤0.15，0＜y≤0.15。

3.如权利要求2所述阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述锂源、镍源、锰源、钴源、M盐、N盐按照锂、镍、锰、钴、M、N的摩尔比为(1-y)∶(0.4-x)∶(0.4-x)∶(0.2-x)∶x∶y加入，其中0＜x≤0.15，0＜y≤0.15。

4.如权利要求2所述阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：镍盐、钴盐和锰盐的总摩尔量与柠檬酸的摩尔比为1∶1。

5.如权利要求2所述阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述锂盐为LiNO₃、CH₃COOLi、LiOH中的一种或多种。

6.如权利要求2所述阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述镍盐为Ni(NO₃)₂、Ni(CH₃COO)₂中的一种或两种。

7.如权利要求2所述阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述锰盐为Mn(NO₃)₂、Mn(CH₃COO)₂中的一种或两种。

8.如权利要求2所述阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述钴盐为Co(NO₃)₂、Co(CH₃COO)₂中的一种或两种。

9.如权利要求2所述阴、阳离子复合掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述M盐为Mg(NO₃)₂、C₁₆H₃₆O₄Ti、Al(NO₃)₃或Cr(NO₃)₃中的一种，N盐为LiCl、LiF、LiBr中的一种。