[发明专利]一种掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料及其固相制备方法与应用

权利要求书

1.一种掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料，其特征在于，所述正极材料为LiNi_xTM_yO₂或NaNi_xTM_yO₂中的一种，TM为Co、Mn、Al、Cu、Ti、Mo中的一种或多种，0x1，0y1，x+y=1，掺杂元素为F、B、P、Be、N、Y、Cl、Cs中的一种或多种，掺杂量为0.1-5%，所述多晶正极材料是由一次颗粒均匀堆积而成的二次颗粒，呈球形，一次颗粒间相互接触，形成晶界；所述浸渍包覆是指在多晶正极材料二次颗粒表面及体相一次颗粒晶界处均存在包覆层；所述包覆层为Li_aM_bO_c或Na_aM_bO_c中的一种或多种，其中M为V、Mn、Sb、As中的一种或多种，1≤a≤5，1≤b≤10，1≤c≤10；一次颗粒的直径为100-500nm；二次颗粒的D50为6-16μm，比表面积为0.2-4m²/g，振实密度为1-4g/cm³；一次颗粒表面的包覆层厚度为0.1-20nm，二次颗粒表面的包覆层厚度为0.5-50nm；

所述的多晶正极材料通过固相制备方法制备得到，包括以下步骤：

（1）固相混合均匀包括前驱体、低熔点化合物、锂源或钠源的原料，得到混合物；

（2）将混合物置于管式炉中，升温至所述低熔点化合物的熔点，形成熔融态，保温；

（3）继续升温至烧结温度，煅烧；

（4）自然冷却至室温，得到掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料；

所述低熔点化合物选自V₂O₅、MnO₂、Sb₂O₃、LiBF₄、LiAsF₆、BeF₂、NH₄H₂PO₄、C₄BLiO₈、LiBO₂、Na₂B₄O₇、NaPO₃、YCl₃、CsF中的两种以上。

2.如权利要求1所述的掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料，其特征在于，所述低熔点化合物的摩尔量为前驱体的摩尔量的0.01-10%。

3.如权利要求1所述的掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料，其特征在于，步骤（1）所述的前驱体是由一次颗粒堆积而成的放射状碳酸盐或氢氧化物微米球形二次颗粒，一次颗粒的大小为50-1000nm、二次颗粒的D50为6-16μm、比表面积为5-15m²/g、振实密度为1-10g/cm³。

4.如权利要求1所述的掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料，其特征在于，步骤（2）所述的保温时间为0.5-12h。

5.如权利要求1所述的掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料，其特征在于，步骤（3）所述的烧结的温度高于低熔点化合物的熔点，烧结时间为4-30h。

6.如权利要求5所述的掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料，其特征在于，步骤（3）所述的烧结的温度700-1000℃。

7.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-6任一项固相制备方法制备得到的掺杂与浸渍包覆同步修饰的多晶正极材料。