[发明专利]磷掺杂的锂电池高镍正极材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种磷掺杂的锂电池正极材料，其特征在于，所述磷掺杂的锂电池正极材料包括磷元素和LiNi_xMn_1-xO₂纳米纤维，或包括磷元素和LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂纳米纤维；所述磷元素的存在形式包括磷酸锂，所述正极材料表面覆有所述磷酸锂；所述LiNi_xMn_1-xO₂纳米纤维x的取值范围为0.5x0.95；或所述LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂纳米纤维x的取值范围为0.1≤x0.9，y的取值范围为0.001y0.4；所述磷掺杂的锂电池正极材料的制备工艺包括以下步骤：

(1)将含锂源、镍源、锰源、有机碳源的纺丝液，或将含锂源、镍源、钴源、锰源、有机碳源的纺丝液进行静电纺丝；

(2)预氧化处理；(3)与磷源接触；(4)焙烧；

其中，步骤(1)中，所述有机碳源为聚丙烯腈和/或聚酰亚胺；步骤(3)中，所述磷源为植酸；步骤(4)中，所述焙烧的温度范围为500℃～1400℃；所述焙烧在含氧气气氛下进行。

2.根据权利要求1所述的磷掺杂的锂电池正极材料，其特征在于，所述磷掺杂的锂电池正极材料的比表面积为0.1m²/g～100m²/g。

3.根据权利要求1所述的磷掺杂的锂电池正极材料，其特征在于，所述磷掺杂的锂电池正极材料中磷元素的质量百分数为0.1％～20％。

4.根据权利要求3所述的磷掺杂的锂电池正极材料，其特征在于，所述磷掺杂的锂电池正极材料中磷元素的质量百分数为0.5％～5％。

5.一种权利要求1-4中任意一项所述的磷掺杂的锂电池正极材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：

(1)将含锂源、镍源、锰源、有机碳源的纺丝液，或将含锂源、镍源、钴源、锰源、有机碳源的纺丝液进行静电纺丝；

(2)预氧化处理；(3)与磷源接触；(4)焙烧；

其中，步骤(1)中，所述有机碳源为聚丙烯腈和/或聚酰亚胺；步骤(3)中，所述磷源为植酸；步骤(4)中，所述焙烧的温度范围为500℃～1400℃；所述焙烧在含氧气气氛下进行。

6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述纺丝液中Li⁺的浓度范围为0.01mol/L～0.9mol/L。

7.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中有机碳源的质量分数范围为5％～20％。

8.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，配置纺丝液采用的溶剂包括N’N-二甲基甲酰胺，N’N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮。

9.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中静电纺丝工艺参数为正向电压5KV～30KV，和/或负向电压-0.2KV～-10KV，和/或纺丝口与接收器之间距离为5cm～30cm，和/或纺丝液推注速度为0.02mm/min-0.8mm/min。

10.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中焙烧为分阶段焙烧。

11.根据权利要求7所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中焙烧在空气或氧气氛围下进行。

12.一种锂离子电池，其包括：

具有权利要求1所述的磷掺杂的锂电池正极材料；

包含碳、硅、锡中任一种或多种元素的负极材料。