[发明专利]一种改性硼掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)取锰盐化合物、镍盐化合物和钴盐化合物溶解于去离子水中，得到金属盐溶液；

(2)取沉淀剂溶解于去离子水中，得到沉淀剂溶液；取含硼化合物溶解于去离子水中，得到含硼化合物溶液；或者，

(2’)取沉淀剂溶解于去离子水中，得到沉淀剂溶液，并向所述沉淀剂溶液中加入含硼化合物混匀，得到含硼化合物的沉淀剂溶液；

(3)将上述金属盐溶液、沉淀剂溶液和含硼化合物，或者金属盐溶液和含硼化合物的沉淀剂溶液混匀，于50-60℃进行反应，得到悬浊液经洗涤、过滤、干燥，得到硼掺杂镍钴锰前驱体；

(4)将所得前驱体与锂盐混匀，经高温烧结，即得所需改性硼掺杂富锂锰基正极材料。

2.根据权利要求1所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：

所述锰盐化合物包括硫酸锰、氯化锰、乙酸锰或硝酸锰中的至少一种；

所述镍盐化合物包括硫酸镍、氯化镍、乙酸镍或硝酸镍中的至少一种；

所述钴盐化合物包括硫酸钴、氯化钴、乙酸钴或硝酸钴中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，控制所述金属盐溶液中，金属离子的浓度为0.5-2mol/L。

4.根据权利要求1-3任一项所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和(2’)中：

所述沉淀剂包括碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种；

所述含硼化合物包括硼酸、硼酸钠、硼酸钾、硼酸铵中的至少一种；

所述含硼化合物与所述沉淀剂的摩尔比为0.1-5：100。

5.根据权利要求1-4任一项所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：

所述步骤(2)和(2’)中，控制所述沉淀剂溶液的摩尔浓度为0.5-4mol/L

所述步骤(2)中，控制所述含硼化合物溶液的摩尔浓度为0.01-0.1mol/L。

6.根据权利要求1-5任一项所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，所述步骤(3)中，还包括调整所述反应体系pH值7-13的步骤。

7.根据权利要求1-6任一项所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，所述步骤(4)中：

所述锂盐包括氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂、乙醇锂、甲酸锂或碳酸锂中的至少一种；

控制所述前驱体与锂盐中Li⁺的摩尔比为1：1-1：2。

8.根据权利要求1-7任一项所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料的制备方法，所述步骤(4)中，所述高温烧结步骤具体包括：以3-10℃/min的升温速率升温至400-650℃，保温3-12h；然后继续以3-10℃/min的升温速率继续升温至700-1000℃，保温10-30h。

9.由权利要求1-8任一项所述方法制备得到的改性硼掺杂富锂锰基正极材料。

10.权利要求9所述的改性硼掺杂富锂锰基正极材料用于制备锂离子电池电极以及锂离子电池的用途。