[发明专利]正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，其通式为LirV_3-xM_xO_8-yZ_y，其中，M、Z为掺杂元素，所述M选自Co和Ni、Mn、Cr、Al、Mg、Fe、Cu、Zr、La、Ti、Ca、Ba、B、Si中的至少之一，所述Z选自F、Cl、Br、I、橄榄石型聚阴离子、酸根中的至少之一，0.6r≤1.05，0.01x≤0.1，0.01＜y≤0.30，且所述正极材料属于p2₁/m空间群，具有层状晶体结构。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的XRD衍射图谱包含最强衍射峰和特征峰。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述M选自Al和Cr、Fe、Zr、La中的至少之一，所述Z选自F和Cl、Br中的至少之一；

优选的，所述r的取值范围为0.95r≤1.03，x的取值范围为0.03x≤0.08，y的取值范围为0.02＜y≤0.26。

4.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，所述最强衍射峰在衍射角2θ＝13.9度处。

5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的充放电电压范围为1.5-4.0V。

6.一种制备权利要求1-5中任一项所述的正极材料的方法，其特征在于，包括：

将锂盐和钒盐、M盐、Z盐溶于水并搅拌，以便得到混合溶液；

所述混合溶液采用水热法将进行水热反应，以便得到含晶粒的混合溶液；

将所述含晶粒的混合溶液置于水浴中蒸发出水，以便得到凝胶；

将所述凝胶进行热处理，以便得到正极材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述锂盐选自LiNO₃和/或LiOH；

任选的，所述钒盐选自偏钒酸铵、五氧化二钒中的至少之一；

任选的，所述M盐选自M离子的醋酸盐、硝酸盐、卤盐和氢氧化物中的至少之一，所述M选自Co和Ni、Mn、Cr、Al、Mg、Fe、Cu、Zr、La、Ti、Ca、Ba、B、Si中的至少之一；

任选的，所述Z盐选自Z离子的锂盐、钠盐和钾盐中的至少之一，所述Z选自F、Cl、Br、I、橄榄石型聚阴离子、酸根中的至少之一。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述水热反应的温度为140～180℃，时间为12～20h，

任选地，所述水浴的温度为80～120℃，时间为1～3h，

任选地，所述热处理的温度为550～650℃，时间为10～14h。

9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池具有权利要求1-5中任一项所述的正极材料或具有采用权利要求6-8中任一项所述的制备正极材料的方法制备得到的正极材料。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车具有权利要求9所述的锂离子电池。