[发明专利]一种采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，包括富锂锰基材料和金属磷酸盐，所述富锂锰基材料为(1-x)Li₂MnO₃·xLi(Ni_aCo_bMn_c)O₂，其中，a+b+c=1，所述金属磷酸盐为Li₃V₂(PO₄)₃与LiFePO₄的复合物；

所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将富锂锰基前驱体与锂源研磨混合，经固相法煅烧后冷却，得富锂锰基材料；

（2）将金属源、锂源、磷源和有机碳源加入水中，得混合液，加热反应，喷雾干燥，煅烧，得磷酸盐；

（3）将步骤（2）所得磷酸盐与步骤（1）所得富锂锰基材料混合，球磨，得所述富锂锰基复合材料；

步骤（1）中，所述富锂锰基前驱体为(Ni_aCo_bMn_c)CO₃或/和(Ni_aCo_bMn_c)(OH)₂，其中，a+b+c=1；

步骤（2）中，所述金属源为五氧化二钒和硫酸铁，或偏钒酸铵和硫酸铁，或五氧化二钒和偏钒酸铵和硫酸铁；所述有机碳源为有机酸；

步骤（2）中，所述混合液中的锂离子、金属元素和磷原子的物质的量之比为3:2~3:3，所述混合液中有机酸与金属元素的摩尔量之比为3~6:1；所述混合液中，金属元素的浓度为0.01～0.2 mol/L，所述金属元素为铁元素和钒元素。

2.根据权利要求1所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，所述富锂锰基材料和金属磷酸盐的质量比为5~8:2~5；所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料中，富锂锰基材料的粒径为2-20μm，所述金属磷酸盐的粒径为1-5μm。

3.根据权利要求1所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，步骤（1）中，所述富锂锰基前驱体选自Mn_0.75Ni_0.25CO₃、Mn_0.75Ni_0.25(OH)₂、Mn_0.667Ni_0.166Co_0.166CO₃和Mn_0.667Ni_0.166Co_0.166(H)₂中的至少一种；所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂及其水合物、硝酸锂和乙酸锂及其水合物中的至少一种。

4.根据权利要求1或3所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，步骤（1）中，所述锂源中的锂元素的物质的量与所述富锂锰基前驱体中镍、钴和锰三种元素的总物质的量之比为1.1~1.9:1。

5.根据权利要求1或3所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，步骤（1）中，所述固相法煅烧是在空气气氛下，以3-7 °C/min的速度升温至800-1000 °C煅烧9-12 h。

6.根据权利要求4所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，步骤（1）中，所述固相法煅烧是在空气气氛下，以3-7 °C/min的速度升温至800-1000 °C煅烧9-12 h。

7.根据权利要求1或3所述采用磷酸盐改善的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，步骤（2）中，所述锂源选自乙酸锂、碳酸锂、氢氧化锂和磷酸二氢锂中的至少一种；所述磷源选自磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸、磷酸锂、磷酸二氢锂中至少一种；所述有机酸选自草酸、柠檬酸和抗坏血酸中的至少一种。