CN113488633A - 磷酸钛镁包覆高镍三元或富锂锰基正极材料及其制备方法 - Google Patents

磷酸钛镁包覆高镍三元或富锂锰基正极材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料及其制备方法。所述磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料为NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料或富锂锰基正极材料，所述方法为通过共沉淀法和高温烧结法制备出纯相层状高镍三元正极材料或层状富锂锰基正极材料，然后采用溶剂法将NASICON结构Mg3Ti4（PO4）6均匀地包覆和掺杂到高镍三元正极材料或富锂锰基正极材料表面。这种制备方法简单易操作、成本低、环境友好，适用于大规模工业生产，从根本上抑制晶格氧析出，提高高镍三元以及富锂锰基正极材料的结构稳定性。

Description

磷酸钛镁包覆高镍三元或富锂锰基正极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池电极材料制备技术领域，具体是一种磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高，自放电小和安全性能好等优势，使其被广泛地应用于手机电池、笔记本电池、移动电源等便携式电子产品。近年来，如何进一步提高锂离子电池的能量密度，是促进锂离子电池在电动汽车和混合动力汽车领域广泛应用的关键。相对于负极材料，正极材料的比容量较低，这是锂离子电池很难获得高能量密度和阻碍其进一步发展的重要因素之一。因此，研究和提高正极材料是锂离子电池发展关键。目前，已经商业化的正极材料主要有，层状结构的LiCoO2与三元材料、尖晶石结构的LiMn2O4和橄榄石型结构的LiFePO4等，但是，这些正极材料的实际比容量较低，都在200mAh/g以下。有望满足电动汽车和混合动力汽车的高比能量的正极材料有高镍三元正极材料以及富锂锰基正极材料，高镍三元以及富锂锰基正极材料具有工作电压窗口宽、成本低、环保低毒等特性,其能量密度也比传统的正极材料如LiCoO2,Li2Mn2O4和LiFePO4等高。目前,制备高镍三元以及富锂锰基正极材料的主流方法是共沉淀、高温固相法。
高镍三元以及富锂锰基正极材料优点在众多正极材料中脱颖而出，颇受研究界的关注，但是该材料现存的问题也是不可忽视的，如首次库伦效率低、倍率性能较差、其容量和工作电压会随着循环次数的增加会出现衰减以及循环过程中产生不可逆晶格相变等问题。问题主要是由当截止电压高于4.3V时，电极与电解质之间的副反应、层状结构向尖晶石的相变和氧的析出会导致阻抗增大、速率变差、容量和电压严重。而且这些不利影响在高温下特别明显，导致活性物质的快速降解。目前的工作主要集中在解决前两个问题，即通过掺杂或涂层从机械上限制正极材料的结构降解，防止电解液的氢氟酸侵蚀，对阴极材料进行表面改性(包括表面涂层和表面结构改性)。不幸的是，问题的根本原因可能源于第三个原因，即充电过程中的晶格氧析出。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料及其制备方法。这种制备方法简单易操作、成本低、环境友好，适用于大规模工业生产，从根本上抑制晶格氧析出，提高高镍三元以及富锂锰基正极材料的结构稳定性。
实现本发明目的的技术方案是：
一种磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料,所述磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料为NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料或富锂锰基正极材料，NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆层的质量为层状高镍三元或富锂锰基正极材料质量的1%-10%，所述层状高镍三元正极材料的化学式为：LiNixCoyMzO2，其中，x≥0.6, M为Mn或Al；所述层状富锂锰基正极材料的化学式为：Li1.2MnxNiyCo0.8-x-yO2其中，0.4≤x≤0.6，0.1≤y≤0.2。
制备上述的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料的方法，包括如下步骤：
1）称取镍盐、钴盐和锰盐分别溶解在去离子水中，配制成浓度均为0.5-2mol/L的盐溶液，所述镍盐、钴盐和锰盐是依据化学式LiNixCoyMzO2，其中x≥0.6、M为Mn或Al，或Li1.2MnxNiyCo0.8-x-yO2，其中，0.4≤x≤0.6，0.1≤y≤0.2，Ni、Co和Mn元素的摩尔比称取；
2）将碱和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液，其中，碱的浓度为2-10mol/L，氨水的摩尔浓度为2-5mol/L；
3）将步骤2）所得混合碱溶液加入到反应釜中，混合碱溶液的体积占反应釜容积30%-50%，并且控制pH值在9-12之间、温度在60-80℃之间；
4）将步骤1）配制好的镍盐、钴盐和锰盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中的pH值在9-12之间、温度在60-80℃之间；
5）镍盐、钴盐和锰盐加入完成，静置陈化12-20小时后，然后将沉淀液过滤、洗涤沉淀物、烘干；
6）将烘干后的沉淀物与锂盐均匀混合，并在450-600℃预烧3-5小时，然后再750-950℃煅烧10-16小时，即得到纯相层状高镍三元正极材料或富理锰基正极材料，其中，沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1.03-1：1.05之间；
7）将镁源、钛源溶解在乙醇中、磷源溶解在去离子水中，镁、钛、磷按1:4:6比例配置，然后加入步骤6）所得的纯相层状高镍三元正极材料或富锂锰基正极材料，在80-100℃下蒸干，形成凝胶；
8）将步骤7）所得凝胶在100-120℃下真空烘干、破碎，在400℃-700℃预烧3-12小时，即得到NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料或富锂锰基呢；
步骤1）中，所述的镍盐为硫酸镍、硝酸镍和醋酸镍中的一种或几种，所述的钴盐为硫酸钴、硝酸钴和醋酸钴中的一种或几种，所述的锰盐为硫酸锰、硝酸锰和醋酸锰中的一种或几种。
步骤2）中所述的碱为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或两种、并且浓度为2-5mol/L，氢氧化钠与氨水的摩尔比为2：1。
步骤6）中所述的锂盐为氢氧化锂、碳酸锂和醋酸锂中的一种或几种。
步骤6）中预烧时是以1-5℃/min的升温速率升温到450-550℃，保温3-5小时，然后煅烧时再以1-5℃/min的升温速率升温到750-950℃，保温10-16小时。
步骤7）中所述的镁源为硝酸镁、硫酸镁、氯化镁或氧化镁。
步骤7）中所述的磷源为磷酸二氢氨、磷酸氢氨和磷酸中的一种或几种；
步骤7）中所述的钛源为氧化钛、氯化钛或钛酸酯；
步骤9）中预烧时是以1-5℃/min的升温速率升温到400-700℃，保温3-12小时。与现有技术相比，本技术方案具有如下优点与技术效果：
1. 技术方案制备方法简单，成本低，环境友好，适用于大规模工业生产；
2. 技术方案利用NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3对层状高镍三元或富锂锰基正极材料进行表面修饰，从根本上抑制氧气析出，提高高镍三元以及富锂锰基正极材料的结构稳定性。
这种制备方法简单易操作、成本低、环境友好，适用于大规模工业生产，从根本上抑制氧气析出，提高高镍三元以及富锂锰基正极材料的结构稳定性。
附图说明
图1为实施例中制得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆层状高镍三元正极材料即NCM811@MTP和纯相层状高镍三元正极材料即NCM811表面修饰前的XRD图谱；
图2为实施例中制得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆层状高镍三元正极材料的SEM图；
图3为实施例中的纯相层状高镍三元正极材料表面修饰前的SEM图；
图4为实施例中制得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆层状表面修饰高镍三元正极材料即NCM811@MTP和纯相层状高镍三元正极材料即NCM811在1.0C电流密度下的放电循环曲线图；
图5为实施例中制得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状富锂锰基正极材料LR-NCM@MTP和纯相层状富锂锰基正极材料LR-NCM表面修饰前的XRD图谱；
图6为 实施例中制得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆层状富锂锰基正极材料的SEM图；
图7为实施例中的纯相层状富锂锰基正极材料表面修饰前的SEM图；
图8为实施例中制得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆层状表面修饰富锂锰基正极材料LR-NCM@MTP和纯相层状富锂锰基正极材料LR-NCM在1.0C电流密度下的放电循环曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
实施例1：
1）按照层状高镍三元正极材料化学式LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中所示Ni：Co：Mn = 0.8:0.1:0.1的摩尔比分别称取镍盐、钴盐和锰盐溶解在去离子水中，配制成浓度为1mol/L的盐溶液；
2）将NaOH溶液和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液，NaOH溶液浓度为3mol/L，氨水浓度为4mol/L；
3）将上述混合碱溶液加入到反应釜中，其体积占反应釜容积30%-50%，并且控制pH值为10、温度为60℃；
4） 将上述配制好镍盐、钴盐和锰盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中控制pH值在10、温度为60℃；
5）待镍盐、钴盐和锰盐加入完，静置陈化15小后，将沉淀过滤、洗涤、烘干；
6） 将沉淀物与锂盐混合均匀（沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1.05），在450℃预烧5小时后，再750℃煅烧15小时，即可得到纯相层状高镍三元正极材料；
7）将镁源、钛源溶解在乙醇中，磷源溶解在去离子水中，加入所制备层状高镍三元正极材料，在80℃下慢慢蒸干，形成凝胶；
8） 将所得凝胶在120℃下真空烘干、破碎，再500℃煅烧5小时，即得到NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料。
如图1所示，从图1可以看出，NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰后层状高镍三元正极材料与改性前的纯相层状高镍三元正极材料基本一致，也就是说磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆没有导致层状高镍三元正极材料结构发生改变，本例所得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料和层状高镍三元正极材料(包覆改性前的)的SEM图如图2和图3所示，由图2和图3对比可以得知，磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4)3均匀地包覆在层状高镍三元正极材料颗粒表面。
将本例制备的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料（或纯相层状高镍三元正极材料）与导电炭黑super P、粘结剂PVDF按照8：1：1的质量比例混合后，加入N-甲基吡咯烷酮搅拌均匀后，将所得浆料涂在集流体铝箔上，在120℃干燥制得正极片，以金属锂片作为负极、聚丙烯为隔膜和LiPF6为电解液，在充满氩气的手套箱中组装得到CR2025型纽扣实验电池，将所得电池在倍率为1.0C倍率下进行充放电测试，所得的循环曲线如图4所示，由图4可知，以本例制备的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰的层状高镍三元正极材料的初始放电比容量为225mAh/g，经过300次循环后，其放电比容量为166.1mAh/g，循环保持率约为73.8%，而纯相层状高镍三元正极材料制成的电池的初始放电比容量为199mAh/g，在经过300次循环后，其放电比容量为139.5mAh/g，循环保持率仅为70.1%，由以上结果可知，采用磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料结构稳定、比容量高、循环稳定性好。
实施例2：
1）按照层状高镍三元正极材料化学式中LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中所示Ni：Co：Mn=0.8:0.1:0.1的摩尔比分别称取镍盐、钴盐和锰盐溶解在去离子水中，配制成浓度为1mol/L的盐溶液；
2）将NaOH溶液和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液，NaOH溶液浓度为2mol/L，氨水摩尔浓度为3mol/L；
3） 将上述混合碱溶液加入到反应釜中，其体积占反应釜容积30%-50%，并且控制pH值为9、温度为80℃；
4） 将上述配制好镍盐、钴盐和锰盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中的pH值为9、温度为80℃；
5）待镍盐、钴盐和锰盐加入完，静置陈化13小时后，然后将沉淀过滤，洗涤沉淀、烘干；
6） 将沉淀物与锂盐混合均匀（沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1.05），在550℃预烧4小时，然后再800℃煅烧13小时，即可得到纯相层状高镍三元正极材料；
7） 将镁源、钛源溶解在乙醇中，磷源溶解在去离子水中，然后加入所制备层状高镍三元正极材，在80℃下慢慢蒸干，形成凝胶；
8）将所得凝胶在120℃下真空烘干、破碎，再550℃煅烧6小时，即得到磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料。
实施例3：
1）按照高镍三元正极材料化学式中LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中所示Ni：Co：Mn= 0.8:0.1:0.1的摩尔比分别称取镍盐、钴盐和锰盐溶解在去离子水中，配制成浓度为1mol/L的盐溶液；
2）将NaOH溶液和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液，NaOH溶液浓度为2.5mol/L，氨水摩尔浓度为2.5mol/L；
3） 将上述混合碱溶液加入到反应釜中，其体积占反应釜容积30%-50%，控制pH值为9.5、温度为75℃；
4） 将上述配制好的镍盐、钴盐和锰盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中的pH值为9.5、温度为75℃；
5） 镍盐、钴盐和锰盐加入完，静置陈化12小时后，将沉淀过滤，洗涤沉淀、烘干；
6） 将沉淀物与锂盐混合均匀（沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1.05），在500℃预烧4小时，再800℃煅烧10小时，即可得到纯相层状富锂锰基正极材料；
7）将镁源、钛源溶解在乙醇中，磷源溶解在去离子水中，然后加入所制备高镍三元正极材，在80℃下慢慢蒸干，形成凝胶；
8）将所得凝胶在120℃下真空烘干、破碎，再450℃煅烧5小时，即可得到磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰高镍三元正极材料。
实施例4：
1）按照富锂锰基正极材料化学式中Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2中所示Mn：Ni：Co =0.54:0.13:0.13的摩尔比分别称取镍盐、钴盐和锰盐溶解去离子水中，配制成浓度为1mol/L的盐溶液；
2）将NaOH溶液和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液，NaOH溶液浓度为3mol/L，氨水摩尔浓度为4mol/L；
3）将上述混合碱溶液加入到反应釜中，其体积占反应釜容积的30%-50%，并且控制pH值为10，温度为65℃；
4） 将上述配制好镍盐、钴盐和锰盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中的pH值在10、温度为65℃；
5） 镍盐、钴盐和锰盐加入完，静置陈化16小时后，然后将沉淀过滤，洗涤沉淀，烘干；
6）将沉淀物与锂盐研磨均匀（沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1.05），在900℃煅烧12小时，即可得到纯相层状富锂锰基正极材料；
7） 将镁源、钛源溶解在乙醇中，磷源溶解在去离子水中，然后加入所制备富锂锰基正极材料，在80℃下慢慢蒸干，形成凝胶；
8）将所得凝胶在120℃下真空烘干，破碎，在600℃煅烧4.5小时，即可得到磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆富锂锰基正极材料。
如图5所示，从图5可以看出，NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰后富锂锰基正极材料与改性前的纯相富锂锰基正极材料基本一致，也就是说磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆没有导致层状富锂锰基正极材料结构发生改变，（006）/（102）和（108）/（110）两对特征峰分裂明显，说明其材料层状结构完整。本例所得的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状富锂锰基正极材料和层状富锂锰基正极材料(包覆改性前的)的SEM图如图6和图7所示，由图6和图7对比可以得知，磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4)3包覆在层状富锂锰基正极材料表现出均匀的多面体形貌，分布均匀，较高的晶体形貌有利于获得较好的电化学性能。
将本例制备的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状富锂锰基正极材料（或纯相层状富锂锰基正极材料）与导电炭黑super P、粘结剂PVDF按照8：1：1的质量比例混合后，加入N-甲基吡咯烷酮搅拌均匀后，将所得浆料涂在集流体铝箔上，在120℃干燥制得正极片，以金属锂片作为负极、聚丙烯为隔膜和LiPF6为电解液，在充满氩气的手套箱中组装得到CR2025型纽扣实验电池，将所得电池在倍率为1.0C倍率下进行充放电测试，所得的循环曲线如图8所示。由图8可知，以本例制备的磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰的层状富锂锰基正极材料的初始放电比容量为217.6mAh/g，经过300次循环后，其放电比容量为180.3mAh/g，循环保持率约为82.8%，而纯相层状富锂锰基正极材料制成的电池的初始放电比容量为202mAh/g，在经过300次循环后，其放电比容量为148.8mAh/g，循环保持率仅为73.7%，由以上结果可知，采用磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状富锂锰基正极材料结构稳定、比容量高、循环稳定性好。
实施例5 ：
1）按照层状富锂锰基正极材料化学式中Li1.2Mn0.58Ni0.18Co0.04O2中所示Ni：Co：Mn=0.18:0.04:0.58的摩尔比分别称取镍盐、钴盐和锰盐溶解去离子水中，配制成浓度为1mol/L的盐溶液；
2）将NaOH溶液和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液，NaOH溶液浓度为3.5mol/L，氨水摩尔浓度为4.5mol/L；
3）将上述混合碱溶液加入到反应釜中，占反应釜容积30%-50%，并且控制pH值在11、温度为75℃；
4）将上述配制好镍盐、钴盐和锰盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中的pH值在11、温度为75℃；
5）待镍盐、钴盐和锰盐加入完，静置陈化11小时后，然后将沉淀过滤，洗涤沉淀、烘干；
6）将沉淀物与锂盐混合均匀（沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1.05），在850℃煅烧10小时，即可得到纯相层状富锂锰基正极材料；
7）将镁源、钛源溶解在乙醇中，磷源溶解在去离子水中，然后加入所制备富锂锰基正极材料，在80℃下，慢慢蒸干，形成凝胶；
8）将所得凝胶在120℃下真空烘干，破碎，在600℃煅烧4小时，即可得到磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3包覆富锂锰基正极材料。

Claims (10)

1.一种磷酸钛镁Mg0.5Ti2(PO4)3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料,其特征在于，所述磷酸钛镁Mg0.5Ti2(PO4)3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料为NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2（PO4）3表面修饰层状高镍三元正极材料或富锂锰基正极材料，NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2(PO4)3包覆层的质量为层状高镍三元或富锂锰基正极材料质量的1%-10%，所述层状高镍三元正极材料的化学式为：LiNixCoyMzO2，其中，x≥0.6, M为Mn或Al；所述层状富锂锰基正极材料的化学式为：Li1.2MnxNiyCo0.8-x-yO2其中，0.4≤x≤0.6，0.1≤y≤0.2。
2.一种制备如权利要求1所述的磷酸钛镁Mg0.5Ti2(PO4)3包覆的高镍三元或富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）称取镍盐、钴盐和锰盐分别溶解在去离子水中，配制成浓度均为0.5-2mol/L的盐溶液，所述镍盐、钴盐和锰盐是依据化学式高镍三元正极材料LiNixCoyMzO2，其中x≥0.6、M为Mn或Al，或富锂锰基正极材料Li1.2MnxNiyCo0.8-x-yO2，其中，0.4≤x≤0.6，0.1≤y≤0.2，Ni、Co和Mn元素的摩尔比称取；
2）将碱和氨水溶解在去离子水中配制成混合碱溶液，其中，碱的浓度为2-10mol/L，氨水的摩尔浓度为2-5mol/L；
3）将步骤2）所得混合碱溶液加入到反应釜中，混合碱溶液的体积占反应釜容积30%-50%，并且控制pH值在9-12之间、温度在60-80℃之间；
4）将步骤1）配制好的镍盐、钴盐和锰盐溶液通过蠕动泵分别匀速加入反应釜中，整个过程中的pH值在9-12之间、温度在60-80℃之间；
5）镍盐、钴盐和锰盐加入完成，静置陈化12-20小时后，然后将沉淀液过滤、洗涤沉淀物、烘干；
6）将烘干后的沉淀物与锂盐均匀混合，并在450-600℃预烧3-5小时，然后再750-950℃煅烧10-16小时，即得到纯相层状高镍三元正极材料或富锂锰基正极材料，其中，沉淀物与锂盐的摩尔比为1：1.03-1：1.05之间；
7）将镁源、钛源溶解在乙醇中、磷源溶解在去离子水中，镁、钛、磷按1:4:6比例配置，然后加入步骤6）所得的纯相层状高镍三元正极材料或富锂锰基正极材料，在80-100℃下蒸干，形成凝胶；
8）将步骤7）所得凝胶在100-120℃下真空烘干、破碎，在400℃-700℃预烧3-12小时，即得到NASICON结构磷酸钛镁Mg0.5Ti2(PO4)3表面修饰层状高镍三元正极材料或富锂锰基。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的镍盐为硫酸镍、硝酸镍和醋酸镍中的一种或几种，所述的钴盐为硫酸钴、硝酸钴和醋酸钴中的一种或几种，所述的锰盐为硫酸锰、硝酸锰和醋酸锰中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的碱为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或两种、并且浓度为2-5mol/L，氢氧化钠与氨水的摩尔比为2：1。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤6）中所述的锂盐为氢氧化锂、碳酸锂和醋酸锂中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤6）中预烧时是以1-5℃/min的升温速率升温到450-600℃，保温3-5小时，然后煅烧时再以1-5℃/min的升温速率升温到750-950℃，保温10-16小时。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤7）中所述的镁源为硝酸镁、硫酸镁、氯化镁或氧化镁。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤7）中所述的钛源为氧化钛、氯化钛或钛酸酯。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤7）中所述的磷源为磷酸二氢氨、磷酸氢氨和磷酸中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤8）中预烧时是以1-5℃/min的升温速率升温到400-700℃，保温3-12小时。
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