[发明专利]正极材料及其制备方法、正极、锂二次电池及用电装置

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，包括镍钴锰酸锂以及包覆于所述镍钴锰酸锂表面的磷酸锰铁锂，所述镍钴锰酸锂掺杂有第一金属元素，所述第一金属元素包括钛和/或锆。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述第一金属元素均相掺杂于所述镍钴锰酸锂中；

可选地，所述第一金属元素还包括镁、铝、镍、锰、铜、铟、锑、铋、钡、钨、钯、锶、铈、铌、钪、镓、银、钒、锌、锗及钼中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂均相掺杂有第二金属元素；

可选地，所述第二金属元素包括钠、钾、锂、钙、铜、银、镁、铝、钛、钒、锌、锗、钨、钯、锶、铈、铌、锆、镓、钼、铟、锑、铋及钡中的一种或多种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的粒径D50为2～80μm。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在通有保护气体的碱性条件下，将溶解有第一金属源的离子液体与溶解有镍源、钴源和第一锰源的溶液混合反应，制备镍钴锰酸锂前驱体，所述第一金属源包括钛源和/或锆源；并将所述镍钴锰酸锂前驱体和第一锂源混合后于含氧气气氛下进行煅烧，制备镍钴锰酸锂；以及

在溶剂存在条件下，将第二锰源和过硫化物进行水热反应，制备二氧化锰；并将所述二氧化锰与铁源、第二锂源、磷源和所述镍钴锰酸锂混合后于含氧气气氛下进行煅烧。

6.根据权利要求5所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰酸锂前驱体的分子式为(Ti_xZr_yA_zNi_aCo_bMn_c)(OH)₂，其中，0≤x≤0.3，0≤y≤0.3，0≤z≤0.4，0.4≤a≤0.99，0.01≤b≤0.5，0.01≤c≤0.7，x+y+z+a+b+c＝1，且x和y不同时为0，A为镁、铝、镍、锰、铜、铟、锑、铋、钡、钨、钯、锶、铈、铌、钪、镓、银、钒、锌、锗及钼中的一种或多种；

可选地，所述镍钴锰酸锂前驱体的粒径D50为1～50μm；

可选地，所述镍钴锰酸锂的粒径D50为1～70μm。

7.根据权利要求5所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有以下特征中的至少一个：

1)所述镍源选自氯化镍、硫酸镍、硝酸镍及醋酸镍中的一种或多种；

2)所述钴源选自氯化钴、硫酸钴、硝酸钴及醋酸钴中的一种或多种；

3)所述第一锰源和所述第二锰源分别独立地选自氯化锰、硫酸锰、硝锰及醋酸锰中的一种或多种；

4)所述锆源选自氯化锆、硫酸锆、硝酸锆及醋酸锆中的一种或多种；

5)所述钛源选自钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸正丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、四氢呋喃氯化钛及钛氧酞菁中的一种或多种；

6)所述第一锂源和所述第二锂源分别独立地选自碳酸锂、氢氧化锂及醋酸锂中的一种或多种；

7)所述铁源选自三氧化二铁、草酸铁、四氧化三铁、醋酸铁及磷酸铁中的一种或多种；

8)所述磷源选自磷酸铁、磷酸铵及磷酸锂中的一种或多种；

9)所述过硫化物选自过硫酸铵、过硫酸钠及过硫酸钾中的中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述离子液体为咪唑氯盐类离子液体；

可选地，所述第一金属源在所述离子液体中的摩尔浓度为0.0001～0.1mol/L。

9.根据权利要求5～8任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，在进行所述水热反应前，还包括在所述溶剂中加入第二金属源的步骤；

可选地，所述第二金属源选自含第二金属元素的氯化盐、硫酸盐、硝酸盐及醋酸盐中的一种或多种。