[发明专利]一种复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种复合层状正极材料，该正极材料呈现核壳结构，由内核的O3相层状材料和外壳的P2相层状材料组成；

其中，内核材料的化学通式为Na_n-aLi_aFe_1-x-yMn_xNi_yO₂，式中，0x≤0.6，0y≤0.6，0.02≤a≤0.06，0.85≤n≤1；所述外壳的P2相层状材料的化学通式为Na_m-bLi_bFe_1-x-yMn_xM_yO₂，其中，M＝Ni、Mg、Cu、Zn、Ca、Sr中的至少一种，式中，0.6≤x≤0.8，0y≤0.3，0.02≤b≤0.06，0.5≤m≤0.8。

2.根据权利要求1所述的复合层状正极材料，其特征在于，所述的复合层状正极材料，按摩尔比，所述的外壳占总量的5％～20％。

3.根据权利要求1所述的复合层状正极材料，其特征在于所述的外壳材料将内核材料完全、均匀包覆。

4.一种根据权利要求1～3任一权利所述的复合层状正极材料的制备方法，其特征在于，包括：

1)将可溶性二价镍盐、二价铁盐和二价锰盐溶解于去离子水中配成溶液A；

2)将可溶性二价M盐、二价铁盐和二价锰盐溶解于去离子水中配成溶液B；

3)将络合剂溶于去离子水中配成溶液C、将沉淀剂溶于去离子水中配成溶液D；

4)将溶液A、溶液C和溶液D同时注入反应容器中，进行共沉淀反应，反应结束后，再将溶液B、溶液C和溶液D同时注入反应容器中，再次进行共沉淀反应；

5)将反应所得悬浮液进行陈化、分离和干燥后得到前驱体；

6)将上述前驱体、含钠化合物、含锂化合物混合均匀，再经高温焙烧得到复合层状正极材料。

5.根据权利要求4所述的复合层状正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，

所述的二价可溶性镍盐选自氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、醋酸镍或其水合物；所述的二价可溶性铁盐选自氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁，醋酸亚铁或其水合物；所述的二价可溶性锰盐选自氯化锰、硝酸锰、硫酸锰，醋酸锰或其水合物；所述的二价盐的总溶度为0.1～5mol/L；

步骤2)中，

所述的二价可溶性M盐选自氯化M、硝酸M、硫酸M、醋酸M或其水合物；所述的二价可溶性铁盐选自氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁，醋酸亚铁或其水合物；所述的二价可溶性锰盐选自氯化锰、硝酸锰、硫酸锰，醋酸锰或其水合物；所述的二价盐的总溶度为0.1～5mol/L；

步骤3)中，

所述的络合剂选自氨水、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠，溶度为0.1～10mol/L；所述的沉淀剂选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、草酸钠，草酸钾，溶度为0.1～10mol/L；

步骤4)中，

所述的共沉淀反应的温度为40～60℃，pH值为10～13；

步骤5)中，

所述的陈化温度同共沉淀反应温度；

步骤6)中，

所述的高温焙烧，升温速率是2～10℃/分钟，焙烧温度为850～900℃，焙烧时间为6～24小时，焙烧气氛可以为空气、氧气，在此条件下可以得到内核O3相、外壳P2相的层状材料。

6.根据权利要求5所述的复合层状正极材料的制备方法，其特征在于，所述的含钠化合物选自NaOH、Na₂CO₃、NaNO₃、醋酸钠、草酸钠或其水合物；所述的含锂化合物选自LiOH、Li₂CO₃、LiNO₃、醋酸锂、草酸锂或其水合物。

7.根据权利要求5所述的复合层状正极材料的制备方法，其特征在于，所述的含钠或含锂化合物，按钠或锂离子的摩尔量，过量2％～10％。