[发明专利]掺杂与包覆双重修饰的锂/钠层状金属氧化物正极材料及其一步合成方法

权利要求书

1.掺杂与包覆双重修饰的锂/钠层状金属氧化物正极材料的一步合成方法，所述的正极材料为Li_xMO₂或Na_xMO₂中的一种，其中0.67≤x≤2，M为Ni、Co、Mn、Al、Fe中的一种或几种，掺杂离子为F^-、Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Mo⁴⁺、Sb⁵⁺、V⁵⁺中的一种或一种以上，掺杂离子的摩尔量为正极材料的0.05％～20％，界面包覆物为L_aN_bO_c，1≤a≤10，1≤b≤15，1≤c≤20，其中L是镧系或锕系中离子半径大于等于的离子，N为Ni、Li中的一种或两种，界面包覆物的摩尔量为正极材料的0.05％～20％，其特征在于，可分别通过两种方法合成，第一种为溶胶法，主要包括以下步骤：

1)将掺杂离子来源物、界面包覆来源物加入溶剂中并在水浴锅中搅拌至溶解完成，加入锂源或钠源，继续搅拌形成溶胶并将正极材料前驱体分散于溶胶中；

2)将产物进行干燥，经煅烧，即得到离子掺杂与界面包覆的锂/钠层状金属氧化物正极材料；

第二种为固相球磨法，主要包括以下步骤：

1)将掺杂离子来源物、界面包覆来源物、锂/钠源、正极材料前驱体加入溶剂中并于球磨机共混球磨均匀；

2)将产物进行干燥、过筛，经煅烧，即得到离子掺杂与界面包覆的锂/钠层状金属氧化物正极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：溶胶法步骤1)与固相球磨法步骤1)中掺杂离子来源物包括其氧化物及脂类化合物、碳酸盐、乙酸盐、硝酸盐的可溶性盐，界面包覆物的来源物为可溶性的镧系或锕系离子化合物，正极材料前驱体为所述的正极材料Li_xMO₂或Na_xMO₂中M的氢氧化物或氧化物或羟基氧化物前驱体，或草酸盐前驱体、碳酸盐前驱体，碳酸氢盐前驱体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：溶胶法步骤1)与固相球磨法步骤1)中的溶剂为：水、乙醇、三甘醇、PEG、甲醇、乙二醇、丙酮、异丙醇中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：溶胶法步骤1)与固相球磨法步骤1)中锂或钠的摩尔量按正极材料前驱体的1～1.2倍计算加入锂源或钠源，锂源包括氢氧化锂或碳酸锂在内的可溶性盐，钠源包括氢氧化钠或乙酸钠或碳酸钠在内的可溶性盐。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：溶胶法步骤1)中水浴温度为10℃～150℃，水浴搅拌的速度为100rpm～3000rpm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：溶胶法步骤2)混合均匀后的产物，在氧气或干燥空气气体下60℃～200℃干燥3h～48h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：固相球磨法步骤1)中球料比为1:1～100:1，球磨转速100rpm～3000rpm,球磨时间为2h～24h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：固相球磨法步骤2)混合均匀后的产物，在氧气或干燥空气气体下60℃～200℃干燥3h～48h，过筛目数为20～3000。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：溶胶法步骤2)与固相球磨法步骤2)中产物干燥后在氧气或空气或惰性气体气氛下300℃～900℃煅烧2h～48h。

10.掺杂与包覆双重修饰的锂/钠层状金属氧化物正极材料，其特征在于，是由权利要求1-9任一项所述的方法制备而成。