[发明专利]金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体

权利要求书

1. 一种金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，所述金属磷酸盐的化学通式为M_mN_3-m(PO₄)₂，金属磷化物的化学通式为M_nP₂，其中M是金属元素Zn和/或Ca，0＜m＜3；N是金属元素Ni、Co、Mn中的一种或两种以上；其中1≤ n ≤3；

所述金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，制备方法包括以下步骤：

将三元正极材料前驱体分散在水中，在保护性气氛下，加入金属盐A和金属盐B，加入磷酸氢二铵和络合剂PVP，搅拌，除去溶剂，在保护性气氛下高温煅烧，得金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元前驱体；所述金属盐A为Zn盐和/或Ca盐，金属盐B为Ni盐、Co盐、Mn盐中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，所述三元正极材料前驱体为镍钴锰氢氧化物Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂，其中0.1≤x≤0.3,0.1≤y≤0.3。

3.根据权利要求1所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，金属盐A与金属盐B的总金属元素摩尔量与磷酸氢二铵的摩尔量之比为1.5~2∶1；金属盐A中的金属元素与金属盐B中的金属元素摩尔比为2~5∶2；金属盐A与金属盐B的总金属元素摩尔量与三元正极材料前驱体的金属元素摩尔量之比为1~5∶100；所述络合剂PVP的质量与金属盐A与金属盐B总质量之比为1∶10~50。

4.根据权利要求1所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，所述搅拌的时间为0.5-10h；搅拌的温度为20-50℃。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，所述煅烧的温度为700-1000℃；所述煅烧的时间为4-12h；所述保护性气氛为氮气和/或氩气。

6.根据权利要求2所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，所述三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂的制备方法为：将镍盐、钴盐、锰盐与水配置成镍钴锰溶液，在惰性气氛下将镍钴锰溶液与氢氧化钠溶液、氨水一同加入到反应釜中，搅拌进行反应，反应一段时间后，分离出沉淀部分，得三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂。

7.根据权利要求6所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，镍、钴、锰的金属盐为硝酸盐，乙酸盐，硫酸盐中的一种或两种以上。

8. 根据权利要求6或7所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，所述镍钴锰溶液的金属离子总浓度为1-5 mol/L；所述氢氧化钠的浓度为1-5 mol/L；所述氨水的浓度为5-12 mol/L。

9. 根据权利要求6或7所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，制备三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂的反应过程中，反应釜内的pH值为10.5-12，反应釜内的氨水浓度为10~15g/L；搅拌的速度为300-360 r/min；反应的温度为40-80℃；反应时间为10-50h。

10. 根据权利要求8所述的金属磷化物与金属磷酸盐复合改性三元正极材料前驱体，其特征在于，制备三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂的反应过程中，反应釜内的pH值为10.5-12，反应釜内的氨水浓度为10~15g/L；搅拌的速度为300-360 r/min；反应的温度为40-80℃；反应时间为10-50h。