[发明专利]阳离子掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种阳离子掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料，其特征是：所述正极材料为LiNi_0.4-xM¹_xCo_0.2-yM²_yMn_0.4-zM³_zO₂，M¹为Mg、Zn或Cu；M²为Al或Cr；M³为Ti、Zr或Mo，0≤x≤0.15；0≤y≤0.15；0≤z≤0.15。

按照摩尔比称取可溶性锂源、镍源、锰源、钴源和金属M¹盐、M²盐、M³盐，分别用去离子水溶解后，加入柠檬酸溶液混合搅拌均匀，用浓氨水调节pH后加热蒸发得到凝胶。凝胶加热干燥后，经过两次灼烧研磨得到产品阳离子掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料。

2.一种阳离子掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料，步骤如下：

(1)凝胶的制备：按照化学计量比(1.05∶0.4∶0.4∶0.2∶x∶y∶z)称取分析纯的锂源、镍源、锰源、钴源和金属M¹盐、M²盐、M³盐，分别溶解于去离子水中，加入柠檬酸溶液，加入量等于过渡金属离子的摩尔量之和，混合搅拌均匀，用浓氨水调节pH值至7-8，60-100℃水浴加热蒸发，并不断搅拌，直到得到深紫色凝胶；

(2)灼烧：取步骤(1)制备的凝胶在80-150℃下干燥8-15小时，而后置于300-600℃预灼烧处理4-8小时；自然冷却至室温研磨得到前驱体；研磨后的粉末置于700-1000℃条件下焙烧10-20小时，冷却后继续研磨得到产品阳离子掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料。

3.如权利要求2所述阳离子掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述锂盐为LiNO₃、CH₃COOLi、LiOH中的一种或多种。

4.如权利要求2所述阳离子掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述镍盐为Ni(NO₃)₂、Ni(CH₃COO)₂中的一种或两种。

5.如权利要求2所述阳离子掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述锰盐为Mn(NO₃)₂、Mn(CH₃COO)₂中的一种或两种。

6.如权利要求2所述阳离子掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述钴盐为Co(NO₃)₂、Co(CH₃COO)₂中的一种或两种。

7.如权利要求2所述阳离子掺杂改性的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征是：所述金属M¹盐为Mg(NO₃)₂·6H₂O、Zn(NO₃)₂·6H₂O或Cu(NO₃)₂·3H₂O，所述金属M²盐为Al(NO₃)₂·9H₂O或Cr(NO₃)₂·9H₂O；所述金属M³盐为C₁₆H₃₆O₄Ti、Zr(NO₃)₂·5H₂O或MoO₃。