[发明专利]一种气相表面磷化处理提升富锂正极材料放电比容量和循环稳定性的方法及材料

权利要求书

1.一种气相表面磷化处理提升富锂正极材料放电比容量和循环稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按质量比为1:0.5～20的比例将富锂正极材料与磷源置于磷化反应器中，所述磷化反应器内部设置有一隔板，将磷化反应器分为两个反应室，且两个反应室之间上部空间连通，其中富锂正极材料与磷源分别放置于两个反应室内部，进行气相磷化改性修饰；

(2)将步骤(1)中准备好的磷化反应器置于管式炉中，在惰性气氛的保护下，恒温煅烧，得到一种磷改性的富锂正极材料；

所述的富锂正极材料的化学结构式为：xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_aCo_bMn_cO₂，其中0x≤1；0≤a≤1；0≤b≤1；0≤c≤1；a+b+c＝1；

所述的磷源为次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸钙、次磷酸镁、次磷酸钡、次磷酸中的一种以上。

2.根据权利要求1所述的一种气相表面磷化处理提升富锂正极材料放电比容量和循环稳定性的方法，其特征在于：所述恒温煅烧的升温速率为2～10℃/min。

3.根据权利要求1所述的一种气相表面磷化处理提升富锂正极材料放电比容量和循环稳定性的方法，其特征在于：所述恒温煅烧的煅烧温度为200～700℃。

4.根据权利要求1所述的一种气相表面磷化处理提升富锂正极材料放电比容量和循环稳定性的方法，其特征在于：在惰性气氛下，所述恒温煅烧的时间为1～10h。

5.根据权利要求1所述的一种气相表面磷化处理提升富锂正极材料放电比容量和循环稳定性的方法，其特征在于：所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气气氛中的一种。

6.一种气相表面磷化处理提升富锂正极材料放电比容量和循环稳定性的方法，其特征在于，所述富锂正极材料的制备方法如下：将镍盐、钴盐和锰盐溶解于去离子水与乙二醇体积比为1:1的混合溶液中，标记为溶液A，将沉淀剂脲素溶于去离子水与乙二醇1:1的混合溶液中，标记为溶液B，将溶液A逐滴加入溶液B中，搅拌1h后得到混合溶液转C，然后将其移至聚四氟乙烯不锈钢溶剂热反应釜中，然后在恒温鼓风干燥箱中由室温升到180℃后，保温10h进行溶剂热反应，将产物经去离子水过滤洗涤后干燥，得到镍钴锰碳酸盐前驱体粉末；将碳酸盐前驱体与碳酸锂按照1:1.1～2的比例充分混合研磨后，在马弗炉中进行两段式煅烧：第一段煅烧温度为200～600℃，时间为4～10h；第二段煅烧温度为700～950℃，时间为8～18h，得到目标产物；混合溶液C中，过渡金属离子的总浓度为0.02～0.5mol/L，脲素的添加量为过渡金属离子总量的0.5～20倍。

7.由权利要求1～6任一项所述方法制备得到一种在0.1C电流密度下放电比容量为210～300mAh/g，在1C电流密度下放电比容量为110～220mAh/g，1C电流密度下循环400圈后的容量保持率为65％～82％的富锂正极材料。