[发明专利]一种磷酸钛镧锂修饰的无钴正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磷酸钛镧锂修饰的无钴正极材料及其制备方法，其特征在于，本发明正极材料的化学式为LiNi_xMn_yO₂·nLi_pLa_qTi_w(PO₄)₃，其中x、y、n、q、p、w为摩尔数，0.7≤x1，0y≤0.3，x+y＝1，3.2≤p+q+w≤3.5，1.2≤p≤1.5，0.2≤q≤0.5，1.5≤w≤1.8，0n≤0.05。

2.一种磷酸钛镧锂修饰的无钴正极材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以摩尔比计，首先将1～3moL/L的NiSO₄·6H₂O、MnSO₄·H₂O(Ni:Mn＝x:y)均匀混合，同时将NaOH溶液(5～6mol/L)和作为配位剂的NH₃·H₂O溶液(4～5mol/L)分别加入反应槽中。调节PH值于10～11.0，氨水浓度为2～2.5mol/L。进行共沉淀反应，用纯水过滤洗涤干燥后，得到前驱体Ni_xMn_y(OH)₂。

(2)以摩尔比计，以锂源与Ni_xMn_y(OH)₂前驱体材料金属离子比Li：(Ni+Mn)＝1～1.2:1的比例，将经步骤(1)所得的Ni_xMn_y(OH)₂前驱体材料与锂源进行均匀混合，在混料罐中混合10～12h后；在氧气气氛下进行两段烧结，在600～750℃下加热预处理4～9h，后在800～900℃下烧结10～20h，自然冷却至90℃拿出样品，得到正极材料LiNi_xMn_yO₂。

(3)以摩尔比计，将镧源与锂源均匀分散于有机溶剂中，然后加入磷源与钛源，分散均匀得混合液；加入将步骤(2)制备的正极材料LiNi_xMn_yO₂，调整固液比为1g:6mL，在60～80℃蒸发3～5h，并在90～110℃真空干燥8～12h，把得到预烧物充分进行研磨，得预烧粉末，在氧气气氛下烧结处理，获到最终产物。

其中，0.7≤x1，0y≤0.3，x+y＝1。

3.根据权利要求2所述一种磷酸钛镧锂修饰的无钴正极材料及其制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述烧结的温度为600～750℃，时间为10～13h。

4.根据权利要求2所述一种磷酸钛镧锂修饰的无钴正极材料及其制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述锂源选自氢氧化锂、碳酸锂和硝酸锂中的一种或几种；所述钛源选自钛酸四丁酯、四氯化钛和异丙醇钛中的一种或几种；所述磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸中的一种或几种；所述磷源溶液的溶剂选自甲醇、乙醇和丙醇的一种或几种；所述镧源选自硫酸镧和硝酸镧中的一种或几种。

5.根据权利要求2任一项所述一种磷酸钛镧锂修饰的无钴正极材料及其制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述混合液中，锂、镧、钛和磷四者的物质的量之比为1.2～1.5:0.2～0.5:1.5～1.8:2～4，更为优选的，所述混合液中，锂、镧、钛和磷四者的物质的之比为1.3:0.3:1.7:3。