[发明专利]一种双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料，其特征在于，其化学通式为Li_xNi_aCo_bMn_cM_yF_zO_2-z；其中，M为Mg、Ti，1≤x≤l.07，0al，0b1，0c1，0.001≤y≤0.005，0.01≤z≤0.10，且a+b+c+2y＝l；

双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料包括三层结构，分别为含有三元锂镍钴锰氧化物的内核相层、含有掺杂元素F的表面掺杂层、含有TiMgO₃氧化物的表面包覆层；其中，表面掺杂层包覆在内核相层表面，表面包覆层包覆在表面掺杂层表面。

2.一种根据权利要求1所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、三元镍钴锰氧化物前驱体材料的制备：将硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液混合得到混合溶液A，然后将混合溶液A与抗坏血酸、氨水、NaOH溶液加入反应装置中搅拌反应，得到沉淀B，干燥，得到三元镍钴锰氧化物前驱体C；

S2、预烧结：将三元镍钴锰氧化物前驱体C在400-750℃烧结3-10h，得到三元镍钴锰氧化物前驱体D；

S3、锂化掺氟处理：将三元镍钴锰氧化物前驱体D、锂源和氟源混合后球磨，得到物料E，然后将物料E在400-600℃烧结2-9h，再升温至650-1100℃烧结8-20h，得到初步锂化掺氟的镍钴锰三元材料；

S4、TiMgO₃表面包覆处理：将异丙醇镁和钛酸四丁酯溶于有机溶剂中，得到物料F，在搅拌状态下将物料F喷在初步锂化掺氟的镍钴锰三元材料表面，烘干，然后在530-570℃煅烧5.5-6.5h，得到双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料。

3.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，S1中，混合溶液A的浓度为0.5-1.5mol/L，抗坏血酸的浓度为6-10g/L，氨水的浓度为0.5-1.5mol/L，NaOH溶液的浓度为1.5-2.5mol/L。

4.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，混合溶液A的浓度为1mol/L，抗坏血酸的浓度为8g/L，氨水的浓度为1mol/L，NaOH溶液的浓度为2mol/L。

5.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，S1中，混合溶液A中镍、钴、锰元素之间的摩尔比为3-9:1-3:1-3。

6.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，S1中，混合溶液A中镍、钴、锰元素之间的摩尔比为3:1:1。

7.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，S1中，搅拌反应过程中：控制体系pH值为10.5-12.5，反应温度为45-75℃，搅拌速率为450-550r/min。

8.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，S2中，在气体气氛中进行烧结，气体为氧气和/或空气，且气体流量为0.lL/min-1.5L/min。

9.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，S3中，三元镍钴锰氧化物前驱体D、锂源和氟源之间的摩尔比为1:1-1.07:0.01-0.1；其中，锂源由锂的氧化物、卤化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、醋酸盐和草酸盐中的一种或两种以上组成，氟源由氟化锂、氟化铵、氟化氢铵、三水合四丁基氟化铵中的一种或两种以上组成。

10.根据权利要求2所述双金属氧化物包覆掺氟三元正极材料的制备方法，其特征在于，三元镍钴锰氧化物前驱体D、锂源和氟源之间的摩尔比为1:1.05:0.02-0.08。