[发明专利]一种正极活性物质及其制备方法、锂离子电池的正极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种正极活性物质，其特征在于，该正极活性物质是通过将锰盐、铁盐、锂盐、磷酸和/或磷酸盐以及镍钴锰锂氧化物在溶剂中混合，且在第一保护气体存在下，将混合得到的混合物进行雾化、浓缩、分解和结晶而得到的；其中，该正极活性物质含有镍钴锰锂氧化物以及由式(1)所示的磷酸锰铁锂化合物，所述磷酸锰铁锂化合物的颗粒包覆在所述镍钴锰锂氧化物的颗粒的表面和嵌在所述镍钴锰锂氧化物的颗粒之间的缝隙中，所述磷酸锰铁锂化合物的颗粒的平均粒径为30-200nm；

LiMn_xFe_1-xPO₄ (1)

其中，0＜x＜1。

2.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，0.5≤x≤0.8。

3.根据权利要求2所述的正极活性物质，其中，0.6≤x≤0.8。

4.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，以所述正极活性物质的总重量为基准，所述磷酸锰铁锂化合物的含量为1-99重量％，所述镍钴锰锂氧化物的含量为1-99重量％。

5.根据权利要求4所述的正极活性物质，其中，以所述正极活性物质的总重量为基准，所述磷酸锰铁锂化合物的含量为20-50重量％，所述镍钴锰锂氧化物的含量为50-80重量％。

6.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，所述镍钴锰锂氧化物的颗粒的平均粒径为0.01-20μm。

7.根据权利要求6所述的正极活性物质，其中，所述镍钴锰锂氧化物如式(2)所示，

LiNi_xCo_yMn_zO₂ (2)

其中，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，x+y+z＝1，且x：y：z＝1-8：0.6-2：1。

8.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，所述锰盐为硝酸锰、硝酸亚锰、醋酸亚锰和甲酸亚锰中的一种或多种；

所述铁盐为硝酸铁、硝酸亚铁、醋酸亚铁和甲酸亚铁中的一种或多种；

所述锂盐为氢氧化锂、乙酸锂、苯甲酸锂、甲酸锂、硝酸锂、酒石酸锂和磷酸二氢锂中的一种或多种；

所述磷酸盐为磷酸二氢锂、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，所述溶剂为去离子水和/或乙醇。

10.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，所述浓缩的温度为100-300℃；

所述分解的温度为300-400℃；

所述结晶的温度为400-600℃。

11.根据权利要求10所述的正极活性物质，其中，所述浓缩的温度为100-200℃；

所述分解的温度为320-360℃；

所述结晶的温度为480-560℃。

12.根据权利要求10或11所述的正极活性物质，其中，所述浓缩、分解和结晶在U型石英管中进行。

13.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，所述混合在络合剂存在下进行。

14.根据权利要求13所述的正极活性物质，其中，所述络合剂为柠檬酸、柠檬酸钠、三乙醇胺和酒石酸中的一种或多种。

15.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，所述第一保护气体为氮气、氩气和氦气中的一种或多种。

16.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，在通入氢气的条件下，将所述混合物进行雾化、浓缩、分解和结晶，且通入的氢气的体积为第一保护气体的体积的1-30％。