[发明专利]一种磷酸钛钪锂修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磷酸钛钪锂修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法，其特征在于，本发明正极材料的化学式为Li[Ni_xCo_yMn_zAl_q]O₂·nLi_pSc_rTi_w(PO₄)₃，其中，0.8≤x1，0y≤0.06，0z≤0.03，0q≤0.03，x+y+z+q＝1，3.2≤p+r+w≤3.5，1.2≤p≤1.8，0.1≤r≤0.8，1.2≤w≤1.9，0n≤0.05。

2.一种磷酸钛钪锂修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以摩尔比计，首先将2～5moL/L的NiSO₄·6H₂O、CoSO₄·7H₂O、MnSO₄·H₂O、Al₂(SO₄)₃(Ni:Co:Mn:Al＝x:y:z:q)均匀混合，同时将6～7mol/L的NH₃·H₂O溶液(配位剂)和6～8mol/L的NaOH溶液放入反应槽中。调节PH值于10～11，氨水浓度为2～3mol/L。进行共沉淀反应，用纯水过滤洗涤干燥后可得到前驱体Ni_xCo_yMn_zAl_q(OH)₂。

(2)以摩尔比计，按照Li：(Ni+Co+Mn)＝1～1.2:1的比例称取锂源，将步骤(1)制备的前驱体Ni_xCo_yMn_zAl_q(OH)₂与锂源在500～700℃下烧6～10h，并在800～950℃下烧10～13h，获得正极材料Li[Ni_xCo_yMn_zAl_q]O₂。

(3)以摩尔比计，将钪源与锂源均匀分散于有机溶剂中，然后加入磷源与钛源，分散均匀得混合液；加入将步骤(2)制备的正极材料Li[Ni_xCo_yMn_zAl_q]O₂，调整固液比为1g:6mL，在60～80℃蒸发3～5h，并在90～110℃真空干燥8～12h，把得到预烧物充分进行研磨，得预烧粉末，在氧气气氛下烧结处理，获到最终产物。

其中，0.8≤x1，0y≤0.06，0z≤0.03，0q≤0.03，x+y+z+q＝1。

3.根据权利要求2所述一种磷酸钛钪锂修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述烧结的温度为600～750℃，时间为10～13h。

4.根据权利要求2所述一种磷酸钛钪锂修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述锂源选自氢氧化锂、碳酸锂和硝酸锂中的一种或几种；所述钛源选自钛酸四丁酯、四氯化钛和异丙醇钛中的一种或几种；所述磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸中的一种或几种；所述磷源溶液的溶剂选自甲醇、乙醇和丙醇的一种或几种；所述钪源选自硫酸钪和硝酸钪中的一种或几种。

5.根据权利要求2任一项所述一种磷酸钛钪锂修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述混合液中，锂、钪、钛和磷四者的物质的量之比为1.1～1.8:0.1～0.8:1.2～1.9:2～4，更为优选的，所述锂、钪、钛和磷四者的物质的量之比为1.5:0.5:1.5:3。