[发明专利]一种复合正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将第一锂源、锰源、铁源和磷源与溶剂混合，得到磷酸铁锰锂前驱体，将所述磷酸锰铁锂经热处理得到磷酸锰铁锂粉料，将镍钴锰氢氧化物和第二锂源混合，经烧结处理得到镍钴锰酸锂正极材料；

(2)将步骤(1)得到的磷酸锰铁锂(LiMn_xFe_1-xPO₄)粉料、镍钴锰酸锂(LiNi_aCo_bMn_(1-a-b)O₂)正极材料与MOF材料混合进行搅拌得到混合粉料；

(3)对步骤(2)得到的混合粉料进行煅烧处理得到所述复合正极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一锂源包括碳酸锂和/或磷酸二氢锂；

优选地，所述锰源包括硫酸锰、碳酸锰、硝酸锰、醋酸锰或草酸锰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述铁源包括磷酸铁和/或铁粉；

优选地，所述磷源包括磷酸和/或磷酸二氢铵；

优选地，所述溶剂包括水；

优选地，所述热处理的温度为600～950℃；

优选地，所述热处理的时间为5～24h。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第二锂源包括氢氧化锂和/或碳酸锂；

优选地，所述烧结处理的温度为450～1000℃；

优选地，所述烧结处理的时间为5～12h。

4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述磷酸锰铁锂的化学式为LiMn_xFe_1-xPO₄，0＜x＜1；

优选地，所述镍钴锰酸锂的化学式为LiNi_aCo_bMn_(1-a-b)O₂，a＝0.5～0.8，b＝0.1～0.2；

所述磷酸锰铁锂粉料和镍钴锰正极材料的质量比为1:(0.1～10)；

优选地，所述MOF材料包括IRMOFs、MILs、MOF-5、MOF-74或ZIF-8中的任意一种或至少两种的组合。

5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的速度为300～800rpm；

优选地，所述搅拌的时间为0.5～5h。

6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述煅烧处理的温度为200～600℃；

优选地，所述煅烧处理的时间为2～12h。

7.一种复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料通过如权利要求1-6任一项所述方法制得。

8.如权利要求7所述的复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料包括内核和设置于所述内核表面的包覆层；

优选地，所述内核包括镍钴锰三元正极材料和磷酸锰铁锂正极材料；

优选地，所述包覆层包括MOF材料；

优选地，以所述复合正极材料的质量为100％计，所述包覆层的质量分数为0.1～1.0％。

9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包含如权利要求7或8所述的复合正极材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。