[发明专利]金属元素掺杂的磷酸铁锂包覆的镍钴锰酸锂及其制备方法

权利要求书

1.一种金属元素掺杂的磷酸铁锂包覆的镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

在溶剂热反应条件下，将镍钴锰酸锂与含有锂源、掺杂金属M源、铁源和磷源的M元素掺杂的磷酸铁锂前驱体混合液的混合物进行热处理，将热处理后得到的产物进行固液分离，并干燥得到的固相，含有锂源、掺杂金属M源、铁源和磷源的M元素掺杂的磷酸铁锂前驱体混合液中的溶剂为有机溶剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述有机溶剂选自乙二醇、丙三醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和丁三醇中的一种或多种，优选，所述有机溶剂选自乙二醇、丙三醇和二甘醇中的一种或多种，更优选为乙二醇与，丙三醇和/或二甘醇的组合。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，含有锂源、掺杂金属M源、铁源和磷源的M元素掺杂的磷酸铁锂前驱体混合液的制备方法包括：将锂源、掺杂金属M源和铁源、以及可选的磷源分别溶解于有机溶剂中，分别得到锂源溶液、掺杂金属M源和铁源混合溶液、磷源溶液，先将掺杂金属M源和铁源混合溶液，和磷源或磷源溶液混合得到第一溶液，再将锂源溶液加入到所述第一溶液中，得到M元素掺杂的磷酸铁锂前驱体混合液；或者，先将锂源溶液，和磷源或磷源溶液混合得到第二溶液，再将掺杂金属M源和铁源混合溶液加入到所述第二溶液中，得到M元素掺杂的磷酸铁锂前驱体混合液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，含有锂源、掺杂金属M源、铁源和磷源的M元素掺杂的磷酸铁锂前驱体混合液中，锂源的用量、掺杂金属M源的用量、铁源的用量以及磷源的用量使M元素掺杂的磷酸铁锂前驱体混合液中锂摩尔数、掺杂金属M和铁的总摩尔数、磷摩尔数的比为(2.5-3.2):(0.95-1.05):1，优选为(2.7-3):(0.98-1):1，掺杂金属M与铁的摩尔比为1:9-9:1，优选为2:8-4:6。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述锂源选自氢氧化锂、氯化锂、硫酸锂、硝酸锂、磷酸二氢锂和醋酸锂中的一种或多种。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述掺杂金属M源选自Mn、Co、Ni、Mg、Ca、Zn、Cu、Cr、Be、Sr、Ba的硝酸盐、硫酸盐、氯化物和乙酸盐中的一种或多种，优选，所述掺杂金属M源选自Mn、Co、Ni、Mg的硝酸盐、硫酸盐和氯化物中的一种或多种。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述铁源选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁和醋酸亚铁中的一种或多种。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述磷源选自磷酸、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸二氢锂中的一种或多种。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，锂源、掺杂金属M源、铁源和磷源的用量使得包覆的金属元素掺杂的磷酸铁锂的物质的量为镍钴锰酸锂的物质的量的1-50％，优选为5-30％。

10.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，溶剂热反应条件包括：热处理温度为100-300℃，优选为120-180℃；热处理时间为1-24h，优选为6-18h。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的制备方法，其中，所述镍钴锰酸锂的化学式为LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂，式中，0＜x，0＜y＜1，优选，0＜x≤0.2，0＜y≤0.2。

12.由权利要求1-10中任意一项所述的方法制备得到的金属元素掺杂的磷酸铁锂包覆的镍钴锰酸锂，其中，包覆的金属元素掺杂的磷酸铁锂为纳米级颗粒，颗粒尺寸≤100nm，优选为50-80nm。