[发明专利]一种富锂锰基复合正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种富锂锰基复合正极材料，其特征在于，所述富锂锰基复合正极材料包括富锂锰基基体材料及位于其表面的复合包覆层，所述复合包覆层包括类尖晶石相包覆层及位于类尖晶石相包覆层外侧的磷酸铝和磷酸锂包覆层。

2.如权利要求1所述的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，所述富锂锰基基体材料的化学式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中0＜x＜1；其中所述M为Fe、Al、Co、Mn、Ni、Cr、Ti、Mo、Nb、Zr、Sn、V、Mg、Cu、Zn、B、Na、Ca和Ru中的任意一种或至少两种的组合。

3.如权利要求1或2所述的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，所述复合包覆层占富锂锰基复合正极材料的质量分数为0.1～10wt％，优选为1～2wt％。

4.如权利要求1-3任一项所述的富锂锰基复合正极材料，其特征在于，所述类尖晶石相包覆层为包覆磷酸铝和磷酸锂时原位生成的新相；

优选地，所述类尖晶石相包覆层占所述富锂锰基复合正极材料的质量分数为0.1～5wt％。

5.一种如权利要求1-4任一项所述富锂锰基复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将磷酸盐和铝盐溶于溶剂，加入富锂锰基正极材料，搅拌得到前驱体溶液；

(2)将步骤(1)所述前驱体溶液烘干后进行热处理，得到所述富锂锰基复合正极材料；

其中，所述磷酸盐和铝盐的摩尔比大于1:1。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述磷酸盐包括磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢氨或磷酸二氢铵中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述铝盐包括硝酸铝、硫酸铝或氯化铝中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述磷酸盐和铝盐的摩尔比为(1.05～10):1，优选为2～5:1；

优选地，步骤(1)所述溶剂包括去离子水、无水乙醇、丙酮或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述富锂锰基正极材料和溶剂的固液比为1:(5～200)。

7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烘干的温度为40～100℃；

优选地，步骤(2)所述烘干的时间为10～24h；

优选地，步骤(2)所述热处理的温度为300～1000℃，优选为500～800℃；

优选地，步骤(2)所述热处理的时间为2～24h。

8.如权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将摩尔比为(1.05～10):1的磷酸盐和铝盐溶于溶剂，加入富锂锰基正极材料，搅拌得到前驱体溶液；

(2)将步骤(1)所述前驱体溶液在40～100℃下烘干10～24h，在300～1000℃下热处理2～24h，得到所述富锂锰基复合正极材料。

9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包含如权利要求1-4任一项所述的富锂锰基复合正极材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。