[发明专利]一种改性三元正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将硫酸锰和第一溶剂混合制得硫酸锰溶液，将所述硫酸锰溶液采用喷雾法喷洒得到三元正极材料表面；

(2)将步骤(1)得到的物料与第二溶剂混合得到悬浮液，将所述悬浮液、锰源溶液、铁源溶液和络合剂溶液同时滴入第三溶剂进行反应，反应过程中调节pH，得到前驱体材料；

(3)将所述前驱体材料、锂源和磷源混合，加入碳源经研磨处理后进行烧结，得到所述改性三元正极材料；

其中，步骤(2)制得前驱体材料的包覆层中，锰元素的含量沿核由界面到外依次递减，铁元素的含量沿核由界面到外从零逐渐升高。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一溶剂包括去离子水；

优选地，所述硫酸锰溶液的摩尔浓度为0.05～0.12mol/L；

优选地，所述硫酸锰溶液和三元正极材料的质量比为1:(1.5～2.5)。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)通过控制锰源溶液和铁源溶液的浓度和/或滴加速度控制前驱体包覆层中锰元素的含量沿核由界面到外依次递减，铁元素的含量沿核由界面到外从零逐渐升高；

优选地，所述第二溶剂包括无水乙醇；

优选地，所述锰源溶液中锰元素和铁源溶液中铁元素的摩尔为3:(1.5～2.5)；

优选地，所述铁源溶液中包含柠檬酸；

优选地，所述络合剂溶液的溶质包括草酸铵；

优选地，所述络合剂溶液的摩尔浓度为0.8～1.2mol/L。

4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第三溶剂包括去离子水；

优选地，所述反应的温度为40～60℃；

优选地，所述反应的时间为3～5h；

优选地，所述反应后对得到的前驱体材料进行抽滤洗涤和干燥；

优选地，所述抽滤洗涤的洗涤剂包括去离子水和/或乙醇；

优选地，所述抽滤洗涤的次数为2～4次。

5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述pH为4.5～5.5；

优选地，所述调节pH的方法包括加入硫酸或氨水。

6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述锂源包括碳酸锂；

优选地，所述磷源包括磷酸二氢铵；

优选地，所述前驱体材料、锂源中的锂元素和磷源的摩尔比为1:(1.01～1.2):(0.8～1.2)；

优选地，所述碳源包括葡萄糖；

优选地，所述研磨处理包括湿法球磨；

优选地，所述湿法球磨的溶剂包括乙醇。

7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述烧结的温度为500～700℃；

优选地，所述烧结的时间为6～10h。

8.一种改性三元正极材料，其特征在于，所述改性三元正极材料通过如权利要求1-7任一项所述方法制得。

9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包含如权利要求8所述的改性三元正极材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。