[发明专利]固氧层包覆的层状结构的锂正极材料及其制备、检测方法

权利要求书

1.一种固氧层包覆的层状结构的锂正极材料，其特征在于，包括层状结构的锂正极材料和包覆在锂正极材料上的固氧层；锂正极材料的晶体结构为层状结构，氧密排方式为O3相或O2相；固氧层的晶体结构包括岩盐结构及其超结构、刚玉结构及其超结构、尖晶石结构或金红石结构，是氧密排方式与锂正极材料相同的氧化物；固氧层质量占包覆后锂正极材料总质量的分数w为0w≤2％。

2.进一步地，锂正极材料包括钴酸锂、镍酸锂、锂镍钴锰氧化物、富锂锰基氧化物、掺杂改性的钴酸锂、掺杂改性的镍酸锂、掺杂改性的锂镍钴锰氧化物、掺杂改性的富锂锰基氧化物中的一种或多种。

3.进一步地，岩盐结构及其超结构的化学式为：LMeO₂，其中L是Li、Na中的一种或两种，Me是3d过渡金属元素、4d过渡金属元素、5d过渡金属元素、稀土元素中的一种或多种；

刚玉结构及其超结构的化学式为：Z₂O₃，其中Z是Li、Na、Mg、Ca、Al、Ga、In、3d过渡金属元素、4d过渡金属元素、5d过渡金属元素中的一种或多种；

尖晶石结构的化学式为：AB₂O₄，其中A、B都是Li、Na、Mg、Ca、Al、Ga、In、Si、3d过渡金属元素、4d过渡金属元素、5d过渡金属元素中的一种或多种；

金红石结构的化学式为：XO₂，其中X是Ti、Ge、Sn、3d过渡金属元素、4d过渡金属元素、5d过渡金属元素中的一种或多种。

4.一种用于权利要求1～3任一项所述的固氧层包覆的层状结构的锂正极材料的制备方法，其特征在于，固氧层采用湿法包覆，包括以下步骤：

(1)根据固氧层的包覆物质量称量湿法包覆原料，加入到去离子水或者无水乙醇中，搅拌均匀，配制成混合溶液或溶胶；

(2)将层状结构的锂正极材料的粉体倒入上述混合溶液或溶胶中，固液质量比控制在5:1～1:5的范围内，搅拌均匀，得到固液混合物；

(3)将沉淀剂的水溶液滴加到上述固液混合物中，搅拌均匀，室温下pH控制在7.0～11.0；

(4)分离步骤(3)中的固液混合物中的固体和液体，将固体进行干燥，干燥温度控制在80～120℃，干燥时间控制在1～24h；

(5)将上述干燥后的固体在空气气氛下煅烧，煅烧温度控制在550～1000℃，保温时间控制在1～10h，将煅烧后的粉体破碎、过筛，得到固氧层包覆的层状结构的锂正极材料。

5.进一步地，湿法包覆原料是固氧层所含金属元素的硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、氯化物、正酸盐、偏酸盐、有机金属盐中的一种或多种；沉淀剂是氢氧化锂、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢铵、氨水中的一种或多种；采用加热搅拌蒸干、喷雾干燥或者压滤法分离固液混合物中的固体和液体；煅烧温度优选控制在700～900℃。

6.一种用于权利要求1～3任一项所述的固氧层包覆的层状结构的锂正极材料的制备方法，其特征在于，固氧层采用一步干法包覆，包括以下步骤：

(1)根据固氧层的包覆物质量称量干法包覆原料、层状结构的锂正极材料，混合均匀；

(2)将上述混合均匀的粉体在空气气氛下煅烧，煅烧温度控制在550～1000℃，保温时间控制在1～10h，将煅烧后的粉体破碎、过筛，得到固氧层包覆的层状结构的锂正极材料。

7.进一步地，干法包覆原料是固氧层所含金属元素的纳米氧化物、纳米氢氧化物、乙酸盐、碳酸盐、碱式碳酸盐的一种或多种；煅烧温度优选控制在700～900℃。