[发明专利]一种掺杂过程中自包覆双修饰结构的锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂过程中自包覆双修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）按照化学计量比称取正极材料中含有的过渡金属前驱体、锂盐、掺杂金属前驱体和螯合剂，溶解在去离子水或有机溶剂中得到前驱液，前驱液混合搅拌均匀，蒸发成凝胶，在干燥箱中充分干燥成干凝胶；步骤（2）将步骤（1）中干凝胶预烧后冷却取出，充分研磨均匀，之后650~900 ℃煅烧，自然降温后取出清洗、干燥、研磨，得到掺杂过程中自包覆的双修饰结构的锂离子电池正极材料；其中掺杂金属包括Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或几种；正极材料为具有层状结构的LiCoO₂、LiNiO₂、LiCo_xNi_1-xO₂、LiCo_xNi_yMn_zO₂、xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中0x1、0y1、0z1、x+y+z=1，M为Mn，Ni或Co；橄榄石结构的LiFePO₄、尖晶石结构的LiMn₂O₄、LiMn_1.5Ni_0.5O₄中的一种；所述锂离子电池正极材料为体相掺杂金属离子正极活性材料本体以及其表面具有掺杂金属离子化合物包覆层的结构体。

2.根据权利要求1所述的掺杂过程中自包覆双修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中过渡金属前驱体、锂盐、掺杂金属前驱体和螯合剂的摩尔用量为a、b、c和d，各物质的摩尔比满足1≤(a+b+c)/d≤3.15、1≤b/(a+c)≤1.2、0c/a≤0.2，a+c=1；过渡金属前驱体为Mn，Ni，Co或Fe的硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐或氧化物中的至少一种；锂盐为锂的硝酸盐、碳酸盐或乙酸盐；掺杂金属前驱体为Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐或氧化物中的至少一种；螯合剂为柠檬酸或磷酸二氢铵。

3.根据权利要求1所述的掺杂过程中自包覆双修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）前驱液在70-120℃搅拌3-10h形成凝胶，在120 ℃-150 ℃干燥12-24h，得到干凝胶；所述步骤（2）中干凝胶在400 ℃~600 ℃预烧4-24h，高温煅烧的温度为900 ℃，煅烧时间为4-24h。

4.一种掺杂过程中自包覆双修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：采用固相法一步制备掺杂过程中自包覆双修饰的锂离子电池正极，步骤如下：按照化学计量比称取正极材料中含有的过渡金属前驱体、锂盐以及掺杂金属前驱体，在球磨机中充分机械研磨混合后，在一定温度下煅烧，待自然冷却后取出清洗、干燥、研磨，得到掺杂过程中自包覆的双修饰锂离子电池正极材料，其中掺杂金属包括Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或几种；正极材料为具有层状结构的LiCoO₂、LiNiO₂、LiCo_xNi_1-xO₂、LiCo_xNi_yMn_zO₂、xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中0x1、0y1、0z1、x+y+z=1，M为Mn，Ni或Co；橄榄石结构的LiFePO₄、尖晶石结构的LiMn₂O₄、LiMn_1.5Ni_0.5O₄中的一种；所述锂离子电池正极材料为体相掺杂金属离子正极活性材料本体以及其表面具有掺杂金属离子化合物包覆层的结构体。