[发明专利]一种复合正极材料、其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料包括铝酸锂、磷酸锰锂和微量 的碳，所述磷酸锰锂负载在铝酸锂表面，所述铝酸锂的质量占磷酸锰锂质量的0.1-10wt.％； 所述铝酸锂为尺寸大小为5-10μm的六方形片，其晶相为α-LiAlO₂；所述磷酸锰锂为一次颗 粒大小为50-200nm的柱状或类球状。

2.根据权利要求1所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下 步骤：

(1)将磷酸溶液滴入氢氧化锂溶液中，得到沉淀产物；将沉淀产物洗涤，并真空干燥， 煅烧，得灰白色磷酸锂粉体；

(2)将硫酸锰和磷酸锂加入到聚乙二醇与水的混合液中，得到混合物料；

(3)将配方量的铝酸锂加入到混合物料中，移入反应釜内，进行水热反应，得到水热 反应产物，其中，铝酸锂为尺寸大小为5-10μm的六方形片，晶相为α晶相；

(4)将水热反应产物进行洗涤，干燥，得到铝酸锂复合磷酸锰锂的前驱体；

(5)将铝酸锂复合磷酸锰锂的前驱体进行包碳处理，在500-700℃下煅烧，得到所述复 合正极材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述磷酸溶液的浓度为 0.5-3.0mol/L；

优选地，步骤(1)所述氢氧化锂的浓度为1.0-3.0mol/L；

优选地，步骤(1)所述磷酸溶液以1.5-5mL/min的流动速率滴入氢氧化锂溶液中；

优选地，步骤(1)所述煅烧的温度为150-300℃，煅烧的时间为2-5h；

优选地，步骤(2)所述硫酸锰和磷酸锂的物质的量之比为(1.5-3.5):1；

优选地，步骤(2)所述聚乙二醇与水的体积比为(0.5-4):2；

优选地，步骤(2)所述聚乙二醇为PEG400、PEG800或PEG2000中的任意一种或至少 两种的组合。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述铝酸锂以AAO 模板和Li₂CO₃为原料经水热法制备得到；

优选地，步骤(3)所述铝酸锂基体加入到混合物料中之后进行剧烈搅拌；

优选地，步骤(3)所述水热反应的温度为165-200℃，水热反应的时间为6-24h；

优选地，步骤(4)所述干燥为真空干燥；

优选地，步骤(5)所述包碳处理为：将铝酸锂复合磷酸锰锂的前驱体与碳源在无水乙 醇中混合，粉碎，干燥；

优选地，所述碳源为抗坏血酸、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、乙醇酸、琥珀酸、PVA、乙二 醇或聚乙二醇中的任意一种或者至少两种的组合；

优选地，所述铝酸锂复合磷酸锰锂的前驱体与碳源的质量比为比1:(0.15-0.35)；

优选地，所述粉碎为：将铝酸锂复合磷酸锰锂的前驱体进行球磨，球磨时间为2-6h；

优选地，所述干燥的温度为50-100℃，干燥的时间为8-24h；

优选地，所述焙烧在惰性气氛中进行，优选为在氮气气氛或氩气气氛中进行；

优选地，所述煅烧的时间为3-10h。

5.根据权利要求1所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下 步骤：

(1)向含有锂源、锰源和磷源的溶液中加入络合剂，之后加入配方量的铝酸锂，得到 混合溶液，将混合溶液制成湿凝胶，其中，铝酸锂为尺寸大小为六5-10μm的六方形片，晶 相为α晶相；

(2)将湿凝胶陈化，干燥，得到干凝胶；

(3)将干凝胶预煅烧，之后进行二次煅烧，得到所述复合正极材料。