[发明专利]一种三氟化铝包覆的三元掺杂锰酸锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三氟化铝包覆的三元掺杂锰酸锂正极材料，其特征在于，包括核芯和壳层；所述核芯的化学式为Li_1.02Al_0.05Mn_1.95-mZr_mO_4-zF_z，其中，m为0.01～0.03，z为0.05～0.2；所述壳层为AlF₃，所述壳层占核芯的质量百分比为0.05～5％；

所述核芯的平均粒径为8μm；

所述的三氟化铝包覆的三元掺杂锰酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

将锰源、锂源、铝源、锆源和第一氟源按照核芯的化学计量比混合后，进行第一煅烧，得到核芯；

按照化学计量比称取铝源和第二氟源，作为壳层原料；

将所述壳层原料与核芯混合制备正极材料前驱体；

将所述正极材料前驱体进行第二煅烧，得到正极材料；

所述第一煅烧包括依次进行的一级煅烧和二级煅烧，所述一级煅烧的温度为450℃，时间为1～5h，二级煅烧的温度为730～800℃，时间为18～26h；二级煅烧完成后，以1℃/min的速率将温度降至300℃，然后随炉冷却至100℃以下；

所述第二煅烧在保护气氛下进行，所述第二煅烧的温度为450～600℃，时间为1～6h。

2.权利要求1所述的三氟化铝包覆的三元掺杂锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将锰源、锂源、铝源、锆源和第一氟源按照核芯的化学计量比混合后，进行第一煅烧，得到核芯；

按照化学计量比称取铝源和第二氟源，作为壳层原料；

将所述壳层原料与核芯混合制备正极材料前驱体；

将所述正极材料前驱体进行第二煅烧，得到正极材料；

所述第一煅烧包括依次进行的一级煅烧和二级煅烧，所述一级煅烧的温度为450℃，时间为1～5h，二级煅烧的温度为730～800℃，时间为18～26h；二级煅烧完成后，以1℃/min的速率将温度降至300℃，然后随炉冷却至100℃以下；

所述第二煅烧在保护气氛下进行，所述第二煅烧的温度为450～600℃，时间为1～6h。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述正极材料前驱体的制备方法包括如下步骤：

将壳层原料混合后，得到壳层原料混合物，然后将所述壳层原料混合物与核芯混合，得到正极材料前驱体；

当所述第二氟源为水溶性氟源，且所述壳层原料中的铝源为水溶性铝源时，所述正极材料前驱体的制备方法还可以包括如下步骤：

将所述壳层原料中的第二氟源和铝源分别溶解于水中，得到氟源溶液和铝源溶液；

将核芯分散于水中，得到核芯分散液；

将所述核芯分散液与铝源溶液混合，得到混合液，然后将所述氟源溶液加入至所述混合液中，进行包覆反应，得到正极材料前驱体。

4.根据权利要求2～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述锰源包括碳酸锰、四氧化三锰、三氧化二锰和二氧化锰中的至少一种；所述锰源的平均粒径为0.1～18μm。

5.根据权利要求2～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂和草酸锂中的至少一种；

所述铝源包括氢氧化铝、三氧化二铝和硝酸铝中的至少一种；

所述锆源包括二氧化锆、氢氧化锆和硝酸氧锆中的至少一种；

所述第一氟源包括氟化铵和氟化锂中的至少一种；所述第二氟源为氟化铵。