[发明专利]锂盐和正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

(I)将掺杂型锂盐与前驱体进行混合，得到第一混合物；其中，所述前驱体为镍钴锰酸锂正极材料前驱体；

(II)将所述第一混合物经第一煅烧、冷却、粉碎和过筛处理，得到正极材料过程品；

(III)将所述正极材料过程品与可选的包覆添加剂M’进行充分混合，得到第二混合物；

(IV)将所述第二混合物经第二煅烧、冷却和过筛处理，得到锂离子电池正极材料；

所述正极材料的组成由式(3)所示通式表示：

LiNi_aCo_bMn_1-a-bM_z1O₂， (3)；

其中，在式(3)所示通式中：

0≤a＜1，0≤b≤1，0≤a+b≤1，0＜z1≤0.1；

其中，所述掺杂型锂盐包括锂盐以及均匀分散于所述锂盐中的掺杂元素；其中，所述锂盐的组成由式(1)所示通式表示：

Li_xQ·nH₂O， (1)；

其中，0＜x≤2，0≤n≤5，Q选自OH^-或O^2-；

所述掺杂元素的组成由式(2)所示通式表示：

yM_zR_m， (2)；

其中，0＜y＜1，0＜z≤2，0＜m≤6；R选自F^-、OH^-、O^2-和CO₃^2-中的一种或多种；M选自Sr、Ba、Al、W、Si、Li、Ti、Y、Mg、Nb、Zr、Mo、Ta、La和Er中的一种或多种；

掺杂型锂盐的制备方法包括：

将含有M源的溶液和/或含有M源的溶胶与LiOH的浓缩液接触进行冷冻干燥处理，得到掺杂型氢氧化锂LiOH·yM_zR_m·nH₂O；

所述冷冻干燥的条件包括：温度为-80℃至-10℃，时间为2-24h；

所述浓缩液的固含量为20-60％；

和/或

将所述LiOH·yM_zR_m·nH₂O进行热处理，其中，所述热处理的条件包括：温度为150-400℃；时间为3-15h；得到掺杂型氧化锂Li₂O·2yM_zR_m；

所述热处理保护气氛为脱碳干燥空气、氧气、氮气、氩气和其他脱碳气体中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，M选自Sr、Ba、Al、W、Y、Mg和Zr中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，0.5≤x≤2，0≤n≤2，0＜y≤0.3，0.5≤z≤2，1≤m≤5。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，0.8≤x≤2，0≤n≤2，0＜y≤0.1，0.8≤z≤2，1≤m≤4。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述掺杂型锂盐与所述镍钴锰酸锂正极材料前驱体的摩尔比为0.9≤n(Li)：[n(Ni)+n(Co)+n(Mn)]≤1.3。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述包覆添加剂M’与所述正极材料过程品的摩尔比为：0≤n(M’)：[n(Ni)+n(Co)+n(Mn)]≤0.1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述包覆添加剂M’选自Al、Ti、Zr、B、Sr、Y、Ba、Mg、Nb、Co、W、F、Mo、Ta、Si、La和Er元素中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一煅烧的条件包括：温度为700-1100℃，时间为4-20h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第二煅烧的条件包括：温度为300-900℃，时间为4-15h。