[发明专利]一种F掺杂的正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种F掺杂的正极材料，其特征在于，该正极材料的结构式为LizMAO₂；M包括Co，还包括Ni和Mn中的至少一种；A包括F，还包括Mg、Ti、Al、Ca、Sn、Zn、La、Y、Zr中的至少一种，F元素为梯度分布、表面富集态的分布方式；该F掺杂的正极材料通过一种方法制备得到，该方法包括以下步骤：

(1)将含有过渡金属M的氧化物前驱体与含有F的化合物混合均匀，过渡金属M包括Co，还包括Ni和Mn中的至少一种；在300～1000℃下烧结6-20小时，烧结完成后进行破碎处理，得到表面沉积F的过渡金属M前驱体，其中F的质量占比为0.01％～1％；

(2)将表面沉积F的过渡金属M前驱体、锂源、掺杂元素的化合物按照Li/M＝1～1.2、掺杂元素质量占比0.01％～1％进行混合，掺杂元素包括F；在700～1100℃下烧结5～20小时，烧结完成后将包覆层使用破碎设备进行破碎处理，得到正极材料一次品；

(3)将正极材料一次品与包覆元素的化合物按照包覆元素的质量占比0.01％～1％进行混合均匀，包覆元素包括F；在500～1050℃下烧结8～20小时，烧结完成后进行破碎处理，得到F掺杂的正极材料，该材料的结构式为LizMAO₂，1＜z≤1.2，A包括掺杂元素和包覆元素。

2.如权利要求1所述的F掺杂的正极材料，其特征在于，M＝Ni_1-x-yMn_xCo_y，0≤x≤1，0＜y≤1，1＜z≤1.2。

3.一种F掺杂的正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将含有过渡金属M的氧化物前驱体与含有F的化合物混合均匀，过渡金属M包括Co；在300～1000℃下烧结6-20小时，烧结完成后进行破碎处理，得到表面沉积F的过渡金属M前驱体，其中F的质量占比为0.01％～1％；

(2)将表面沉积F的过渡金属M前驱体、锂源、掺杂元素的化合物按照Li/M＝1～1.2、掺杂元素质量占比0.01％～1％进行混合，掺杂元素包括F；在700～1100℃下烧结5～20小时，烧结完成后将包覆层使用破碎设备进行破碎处理，得到正极材料一次品；

(3)将正极材料一次品与包覆元素的化合物按照包覆元素的质量占比0.01％～1％进行混合均匀，包覆元素包括F；在500～1050℃下烧结8～20小时，烧结完成后进行破碎处理，得到F掺杂的正极材料，该材料的结构式为LizMAO₂，1＜z≤1.2，A包括掺杂元素和包覆元素，F元素为梯度分布、表面富集态的分布方式。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，过渡金属M还包括Ni和Mn中的至少一种。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，M＝Ni_1-x-yMn_xCo_y，0≤x≤1，0＜y≤1。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中的混合采用干法混合或湿法混合。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，锂源包括碳酸锂、氧化锂、氢氧化锂、醋酸锂中的至少一种。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，掺杂元素还包括Mg、Ti、Al、Ca、Sn、Zn、La、Y、Zr中的至少一种；包覆元素还包括Mg、Ti、Al、Ca、Sn、Zn、La、Y、Zr中的至少一种。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，掺杂元素的化合物包括金属氧化物、金属氢氧化物、金属醇盐、金属酯盐、金属硝酸盐、金属硫酸盐、金属醋酸盐中的至少一种。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包覆元素的化合物包括金属氧化物、金属氢氧化物、金属醇盐、金属酯盐、金属硝酸盐、金属硫酸盐、金属醋酸盐中的至少一种。