[发明专利]层状-尖晶石共生结构锂离子电池正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种层状-尖晶石共生结构锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

a、用化学沉淀法合成尖晶石结构锰酸锂的前躯体Mn(OH)₂颗粒；

b、以步骤a形成的Mn(OH)₂颗粒为成核剂，用化学共沉淀法合成镍钴锰三元材料前躯体(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂颗粒，在三元材料前躯体沉淀过程中，步骤a形成的Mn(OH)₂颗粒逐步被所述(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂颗粒包裹；

c、将反应溶液泻出，陈化，洗涤去除沉淀物中的杂质，干燥，得到具有壳核结构特征的镍钴锰混合氢氧化物球形颗粒；

d、将步骤c制得的镍钴锰混合氢氧化物颗粒与锂化合物混合均匀，经850-900℃煅烧10-14小时，冷却，破碎分级即得到具有层状-尖晶石共生结构的锂离子电池正极材料。

2.一种层状-尖晶石共生结构锂离子电池正极材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

a、在N₂气氛下同时向反应釜中滴加锰盐溶液、沉淀剂和络合剂，同时以800-1000转/分钟搅拌，保持反应温度45-60℃，调节加料速度保持反应体系的pH值在10以上，沉淀反应完成后，继续搅拌5-10小时，制得Mn(OH)₂颗粒；

b、然后在N₂气氛下同时向所述反应釜中滴加含有镍、钴、锰的三元混合溶液、沉淀剂和络合剂，同时以800-1000转/分钟搅拌，保持反应温度45-60℃，调节加料速度保持反应体系的pH值在10-11之间，沉淀反应形成的(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂颗粒附着在步骤a形成的Mn(OH)₂颗粒表面，反应完成以后，继续搅拌8-10小时，促使二次共沉淀镍钴锰氢氧化物的生长，最终形成具有壳核结构的氢氧化物前躯体；

c、将反应溶液泻出，陈化，洗涤去除沉淀物中的杂质，干燥，得到具有壳核结构特征的镍钴锰混合氢氧化物球形颗粒；

d、将步骤c制得的镍钴锰混合氢氧化物颗粒与锂化合物混合均匀，经850-900℃煅烧10-12小时，冷却，破碎分级即得到具有层状-尖晶石共生结构的锂离子电池正极材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是：步骤a中，在加入反应物前先在反应釜中加入去离子水作为反应底液，并使反应底液的pH值在10以上。

4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是：所述锰盐溶液是浓度为2mol/L的MnSO₄溶液或Mn(NO₃)₂溶液，沉淀剂是浓度为2mol/L的NaOH溶液或KOH溶液，络合剂是浓度为0.36-0.48mol/L的氨水，所述三元混合溶液中镍、钴、锰的总含量为2mol/L，所述锂化合物为碳酸锂、氢氧化锂或硝酸锂。

5.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是：在步骤d中，镍钴锰混合氢氧化物与锂化合物的摩尔数之比按公式n_Li∶n_M(Ni+Co+Mn)＝(0.65～0.8+δ)∶1确定，其中，δ为0.05～0.1。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征是：在步骤d中，镍钴锰混合氢氧化物与锂化合物的摩尔数之比按公式n_Li∶n_M(Ni+Co+Mn)＝(0.65～0.8+δ)∶1确定，其中，δ为0.05～0.1。