[发明专利]一种阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池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的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料及其制备方法，其特征是：所述正极材料的化学通式为Li[Ni0.5Mn1.5]1-xM1xM2xO4-xM3x，其中0≤x≤0.2，M1和M2为Li、Al、Cr、Co中的一种或多种，M3为F、Cl中的一种或多种。

2.一种阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是，采用以下工艺步骤：

(1)按摩尔比将锂盐、锰盐、镍盐、M1盐、M2盐、M3盐和柠檬酸在搅拌条件下溶于去离子水中，然后调节溶液pH至中性或弱碱性；

(2)在70～90℃的条件下，对步骤(1)得到的混合溶液在搅拌速度200～500转/分钟的条件下进行恒温蒸发8～10小时，得到溶胶；

(3)将溶胶置于鼓风干燥箱中于80～120℃条件下干燥10～12小时，以蒸发驱除水分，得到干凝胶；

(4)将干凝胶置于马弗炉中进行煅烧，升温速度为5℃/min，升温至500℃，煅烧10～20小时，得到前驱体；

(5)前驱体冷却至室温后在研钵机中研磨0.5～1小时，将研磨后的前驱体压实后置于马弗炉中，在富氧条件或空气气氛中在下进行煅烧，升温速度为3～8℃/min，升温至800℃，煅烧15～20小时，冷却至室温后即得到所述的锂离子电池正极材料Li[Ni0.5Mn1.5]1-xM1xM2xO4-xM3x。

3.如权利要求2所述的阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是：所述锂盐、锰盐、镍盐、M1盐、M2盐和M3盐的摩尔比为1:0.5(1-x):1.5(1-x):x:x:x，其中为了防止高温煅烧下锂的少量挥发，锂的物质的量过量5％，M1和M2为Li、Al、Cr、Co中的一种或多种，M3为F、Cl中的一种或多种。

4.如权利要求2所述的阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是：所述锂盐为碳酸锂、硝酸锂、乙酸锂、氢氧化锂中的一种或多种；所述锰盐为碳酸锰、硝酸锰、乙酸锰中的一种或多种；所述镍盐为碳酸镍、硝酸镍、乙酸镍中的一种或多种；所述铝盐为碳酸铝、硝酸铝和乙酸铝中的一种或多种；所述铬盐为碳酸铬、硝酸铬和乙酸铬中的一种或多种；所述钴盐为碳酸钴、硝酸钴、乙酸钴中的一种或多种；所述氟盐为氟化锂、氟化铵中的一种或多种；所述氯盐为氯化锂、氯化铵中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是：所述镍盐、锰盐、M1盐和M2盐的总摩尔量与柠檬酸的摩尔比为1:1。

6.如权利要求2所述的阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是：在步骤(1)中用氨水将溶液pH调节至7～8。

7.如权利要求2所述的阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是：步骤(5)中，所述富氧条件为氧气浓度大于21％。