CN102760884A - 锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法。本发明的技术方案要点为：一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，是由稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃•(1-x)LiN_1-yR_yO₂（其中M=Mn、Ti、Sn，N=Mn、Ni、Co、Fe、Cr、V、Mo，R=Sc、Y、Pr、Nd、La、Ce、Sm、Yb、Eu、Gd中的一种或多种，其中0＜x＜1，0＜y＜0.2）和锂快离子导体形成的复合材料，其中锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的摩尔比为n：1，n的范围为：0<n≤0.15。本发明还公开了锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法。本发明锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料比容量高，倍率性能好，循环稳定，温度适配性强。

Description

锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料，特别是一种具有锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料及其制备方法。

背景技术

电动汽车、动力电池的发展对锂离子电池正极材料提出了更高的要求：如高能量密度、高安全性、好的倍率性能、较宽的温度使用范围等。目前常用的正极材料，如钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、三元系(LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂)、磷酸铁锂(LiFePO₄)等都不能完全满足动力电池的需求。钴酸锂材料的比容量相对较高，循环和低温性能好，但价格高，且安全性不好；锰酸锂材料成本低，倍率性能好，但是其高温循环与储存性能差，而且能量密度偏低；三元材料能量密度高，价格相对较低，但同样也存在安全隐患；磷酸铁锂材料安全性能好，但能量密度较低，而且低温性能较差。

近年来，以Li₂MnO₃为稳定相的复合层状正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂（其中M=Mn、Ni、Co等）的研究较多，该材料具有结构稳定、比容量较高，而且锰资源丰富，价格低廉且环境友好的优点。但在实际的应用中，由于其电导率较低，导致材料的循环寿命差，容量衰减快，倍率性能不好，无法在电池，特别是动力电池中使用。因此，迫切需要寻找一种改性复合层状xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂化合物的新方法，使其具有较高的放电比容量和充放电效率、较好的循环性能、倍率充放电性能以及温度适配性，以满足动力电池的性能要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种比容量高，倍率性能好，循环稳定，温度适配性强的新型锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。

本发明解决的另一个技术问题是提供了一种操作简单、易于控制的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法。

本发明的技术方案为：一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于：该锂离子电池正极材料是由稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂和锂快离子导体形成的复合材料，稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂中M = Mn（锰）、Ti（钛）或Sn（锡），N=Mn（锰）、Ni（镍）、Co（钴）、Fe（铁）、Cr（铬）、V（钒）或Mo（钼），R = Sc（钪）、Y（钇）、Pr（镨）、Nd（钕）、La（镧）、Ce（铈）、Sm（钐）、Yb（镱）、Eu（铕）、Gd（钆）中的一种或多种，其中0＜x＜1，0＜y＜0.2，锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂的复合方式可以是锂快离子导体包覆在稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂的表面，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂形成的固溶体，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂的物理混合，或者是上述三种复合方式中任意几种的联合使用，其中锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂的摩尔比为 n：1，n的范围为：0<n≤0.15。

本发明所述的锂快离子导体可以是钙钛矿型锂快离子导体、Nasicon型锂快离子导体、Lisicon型锂快离子导体或Garnet型锂快离子导体。

本发明所述的钙钛矿型锂快离子导体可以是La_0.57Li_0.3TiO₃、La_0.475Li_0.475Sr_0.05TiO₃、La_0.56Li_0.258TiO_2.928F_0.072或Sr_0.5La_0.05Li_0.35Ti_0.5Ta_0.5O₃。

本发明所述的Nasicon型锂快离子导体可以是Li_1.4In_0.4Ti_1.6P₃O₁₂、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7P₃O₁₂或Li_1.2Sc_0.2Zr_0.2Ti_1.6 P₃O₁₂。

本发明所述的Lisicon型锂快离子导体可以是Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄。

本发明所述的Garnet型锂快离子导体可以为Li₅La₃M₂O₁₂（M=Ta、Nb）或 Li₆ALa₂M₂O₁₂（A=Ca、Sr、Ba，M=Ta、Nb）。

本发明所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取所需原料加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和水，其中PAM的分子量为200万~2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2%~20%；

（2）上述物料在球磨罐中球磨0.5~6小时混合成均匀的浆料；

（3）上述浆料置于干燥箱中在80~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中750~950℃烧结5~15小时，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。

本发明所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料所需的原料，加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和水，其中PAM的分子量为200万~2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2%~20%；

（2）上述物料在球磨罐中球磨0.5~6小时混合成均匀的浆料；

（3）上述浆料置于干燥箱中在80~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中750~950℃烧结5~15小时，即可得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；

（4）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述第⑶步中制备的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物柠檬酸或草酸于100℃温度下剧烈搅拌，其中添加有机物的物质的量是目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的1~2倍，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400℃加热形成前躯体，再在富氧或空气气氛中750~850℃烧结5~12小时，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。

本发明所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体所需原料，分别加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和水，其中PAM的分子量为200万~2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2%~20%；

（2）上述物料分别在球磨罐中球磨0.5~6小时混合成均匀的浆料；

（3）上述浆料分别置于干燥箱中在80 ~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中750~950℃烧结5~15小时，即可分别得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；

（4） 把上述制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，球磨0.5~6小时混合均匀即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。或者把上述步骤⑶制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，加入水或乙醇作为分散剂，球磨0.5~6小时混合成均匀浆料，该浆料置于干燥箱中在80 ~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。

本发明所述的球磨罐可以为玛瑙球磨罐、聚氨酯球磨罐、不锈钢球磨罐或刚玉球磨罐，磨介对应于球磨罐分别为的玛瑙球、氧化锆球、不锈钢球、氧化铝球。

本发明的合成方法中浆料的干燥方式为干燥箱中干燥或微波加热干燥，干燥箱中干燥温度为80~150℃，微波干燥时间为高火5~10分钟，最终样品在马弗炉中的烧结气氛为空气或氧气，烧结温度为750~950℃，保温时间为5~15小时，样品的冷却方式是随炉降温或猝冷。

本发明的优点在于：

⑴本发明所得的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的颗粒具有亚微米级粒径；

⑵本发明通过在锂离子电池正极材料中掺入特定的稀土金属离子，改善了锂离子电池正极材料的导电性能，通过锂快离子导体相与锂离子电池正极材料的复合，改善了锂离子电池正极材料的离子传输和表面特性，改性后的正极材料的放电比容量高，倍率性能和循环稳定性好，高低温性能兼容，能够满足动力锂离子电池的性能要求；

⑶材料的合成方法综合了固相反应和软化学法的优点，采用聚丙烯酰胺(PAM)为模板剂，利用其所形成的高分子网络对金属离子的络合锚固作用，使原料的混合充分均匀，同时限制材料的成核方式，从而达到调控粒径的目的，煅烧过程中产生的气体能够有效地防止材料颗粒的团聚。

附图说明

图1是本发明实施例1所制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的扫描电镜图。

具体实施方式

以下结合一些具体的实施方式，进一步说明本发明。

实施例1

按照所得锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料成分为0.98Li₂MnO₃·0.02LiV_0.98Sm_0.01Yb_0.01O₂·0.1 La_0.57Li_0.3TiO₃的化学计量比称取原料，将所有原料加入玛瑙球磨罐（玛瑙球）中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液，其中，PAM的分子量为600万，聚丙烯酰胺溶液的质量占称取原料总质量的15%，加水球磨0.5小时后得到糊状浆料；80℃温度下空气气氛下充分干燥后，将其粉碎，再在空气气氛下程序升温至950℃，保温5小时，随炉降温后，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料。

实施例2

按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料成分为0.1Li₂TiO₃·0.9LiMn_0.6Fe_0.29Co_0.1Nd_0.01O₂的化学计量比和锂快离子导体成分为La_0.475Li_0.475Sr_0.05TiO₃的化学计量比分别称取原料，然后分别把原料加入聚氨酯球磨罐（氧化锆球）中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液，其中，PAM的分子量为200万，聚丙烯酰胺溶液的质量占称取原料总质量的20%，加水球磨4小时后得到糊状浆料；150℃温度下空气气氛充分干燥后，将其粉碎，空气气氛下程序升温至900℃，保温8小时，随炉降温后，分别得到所需的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；然后，按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料以摩尔比为1：0.05进行配料，再次加入球磨罐中，加入分散剂水或乙醇，球磨2小时后，得到糊状浆料；100℃温度下空气气氛充分干燥后，将其粉碎，即可得目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料。

实施例3

按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_0.5Cr_0.3La_0.1Ce_0.1O₂的化学计量比称取原料，把原料加入不锈钢球磨罐（不锈钢球）中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液，其中，PAM的分子量为2000万，聚丙烯酰胺溶液的质量占所称取原料总质量的2%，加水球磨6小时后得到糊状浆料；100℃温度下空气气氛下充分干燥后，将其粉碎，富氧气氛下程序升温至800℃，保温10 h，猝冷后，得到所需的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；按照锂快离子导体成分为Li_1.4In_0.4Ti_1.6P₃O₁₂的化学计量比，稀土元素掺杂复合层状锂离子正极材料和锂快离子导体材料摩尔为1：0.08称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述制备的稀土掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物柠檬酸，其中添加柠檬酸的物质的量是目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的2倍，100 ℃温度下剧烈搅拌，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400 ℃加热形成前躯体，再在富氧气氛中750℃温度下烧结6小时，猝冷后，即可得目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料。

实施例4

按照所得锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料成分为0.3Li₂MnO₃·0.7LiNi_0.9Gd_0.05Y_0.04Sc_0.01O₂·0.1Li₅La₃Nb₂O₁₂的化学计量比称取原料，将所有原料加入刚玉球磨罐（氧化铝球）中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液，其中，PAM的分子量为1000万，聚丙烯酰胺溶液的质量占所称取原料总质量的10%，加水球磨3小时后得到糊状浆料；把浆料置于微波炉中高火加热5分钟，再在空气气氛下程序升温至900℃，保温15小时，随炉降温后，即可得到锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；再按照锂快离子导体成分为Li₅La₃Nb₂O₁₂的化学计量比及上述制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂锂离子电池正极材料与锂快离子导体材料摩尔为1：0.05称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物草酸，其中添加草酸的物质的量是最终目标产物锂快离子导体修饰的锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的1倍，100℃温度下剧烈搅拌，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400 ℃温度下加热形成前躯体，空气气氛中850℃烧结12小时，随炉降温后，即可得目标产物锂快离子导体修饰的锂离子电池正极材料。

实施例5

按照成分为0.01Li₂SnO₃·0.99LiNi_0.6Mo_0.36Eu_0.02Pr_0.02O₂的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比和锂快离子导体成分为Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄的化学计量比分别称取原料，分别把原料加入聚氨酯球磨罐（氧化锆球）中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液，其中，PAM的分子量为1200万，聚丙烯酰胺溶液的质量占所称取原料总质量的8%，加水球磨4小时后得到糊状浆料；把浆料置于微波炉中高火加热10分钟，再在空气气氛下程序升温至750℃，保温15小时，随炉降温后，分别得到所需的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；然后，按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料摩尔比为1：0.01进行配料，再次加入球磨罐中，球磨2小时，即可得目标产物产物锂快离子导体修饰的锂离子电池正极材料。

本发明同样适用于锂离子电池正极材料与其它具有较高锂离子导电性的快离子导体复合，如钙钛矿型锂快离子导体La_0.56Li_0.258TiO_2.928F_0.072、Sr_0.5La_0.05Li_0.35Ti_0.5Ta_0.5O₃，Nasicon型锂快离子导体Li_1.3Al_0.3Ti_1.7P₃O₁₂、Li_1.2Sc_0.2Zr_0.2Ti_1.6P₃O₁₂，Garnet型锂快离子导体Li₅La₃Ta₂O₁₂、Li₆ALa₂M₂O₁₂（A=Ca、Sr、Ba，M=Ta、Nb）。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

将实施例1~5所制得的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料装成CR2016型扣式电池，测试其充放电容量和循环性能。电极中各材料的质量比为：活性物质：导电炭黑：聚偏氟乙烯=85:10:5，采用Cellgard2400隔膜，对电极为金属锂片，电解液为l mol／L的LiPF₆-EC+DEC(1:1)，测试电压范围为2.0V~4.6V，测试仪器为Arbin BT2000型电池测试系统。各实验电池在0.2C、1C倍率下得首次放电比容量和循环50次后的放电比容量如下表：

表1 实施例1~5中样品的充放电测试结果

Claims (10)

1.一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于：该锂离子电池正极材料是由稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂和锂快离子导体形成的复合材料，稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂中M = Mn（锰）、Ti（钛）或Sn（锡），N=Mn（锰）、Ni（镍）、Co（钴）、Fe（铁）、Cr（铬）、V（钒）或Mo（钼），R = Sc（钪）、Y（钇）、Pr（镨）、Nd（钕）、La（镧）、Ce（铈）、Sm（钐）、Yb（镱）、Eu（铕）、Gd（钆）中的一种或多种，其中0＜x＜1，0＜y＜0.2，锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂的复合方式可以是锂快离子导体包覆在稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂的表面，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂形成的固溶体，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi₂MO₃·(1-x)LiN_1-yR_yO₂的物理混合，或者是上述三种复合方式中的任意几种的联合使用，其中锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的摩尔比为 n：1，n的范围为：0<n≤0.15。

2.根据权利要求1所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的锂快离子导体可以是钙钛矿型锂快离子导体、Nasicon型锂快离子导体、Lisicon型锂快离子导体或Garnet型锂快离子导体。

3.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的钙钛矿型锂快离子导体可以是La_0.57Li_0.3TiO₃、La_0.475Li_0.475Sr_0.05TiO₃、La_0.56Li_0.258TiO_2.928F_0.072或Sr_0.5La_0.05Li_0.35Ti_0.5Ta_0.5O₃。

4.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的Nasicon型锂快离子导体可以是Li_1.4In_0.4Ti_1.6P₃O₁₂、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7P₃O₁₂或Li_1.2Sc_0.2Zr_0.2Ti_1.6 P₃O₁₂。

5.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的Lisicon型锂快离子导体可以是Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄。

6.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的Garnet型锂快离子导体可以为Li₅La₃M₂O₁₂（M=Ta、Nb）或 Li₆ALa₂M₂O₁₂（A=Ca、Sr、Ba，M=Ta、Nb）。

7.一种权利要求1所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取所需原料加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和水，其中PAM的分子量为200万~2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2%~20%；（2）上述物料在球磨罐中球磨0.5~6小时混合成均匀的浆料；（3）上述浆料置于干燥箱中在80 ~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中750~950℃烧结5~15小时，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。

8.一种权利要求1所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料所需的原料，加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和水，其中PAM的分子量为200万~2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2%~20%；（2）上述物料在球磨罐中球磨0.5~6小时混合成均匀的浆料；（3）上述浆料置于干燥箱中在80 ~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中750~950℃烧结5~15小时，即可得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；（4）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述第⑶步中制备的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物柠檬酸或草酸于100℃温度下剧烈搅拌，其中添加有机物的物质的量是目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的1~2倍，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400℃加热形成前躯体，再在富氧或空气气氛中750~850℃烧结5~12小时，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。

9.一种权利要求1所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体所需原料，分别加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和水，其中PAM的分子量为200万~2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2%~20%；（2）上述物料分别在球磨罐中球磨0.5~6小时混合成均匀的浆料；（3）上述浆料分别置于干燥箱中在80~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中750~950℃烧结5~15小时，即可分别得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；（4）把上述制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，球磨0.5~6小时混合均匀即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料；另外也可以把上述制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，加入水或乙醇作为分散剂，球磨0.5~6小时混合成均匀浆料，该浆料置于干燥箱中在80~150℃干燥或置于微波炉中高火加热5~10分钟，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。

10.根据权利要求7、8、9所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的球磨罐可以为玛瑙球磨罐、聚氨酯球磨罐、不锈钢球磨罐或刚玉球磨罐，磨介对应于球磨罐分别为玛瑙球、氧化锆球、不锈钢球、氧化铝球。

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