[发明专利]一种高性能锰酸锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.本发明涉及一种混晶结构锰酸锂正极材料，其同时具有尖晶石和层状两种结构，其组成为Li_xMn₂O₄,式中：x=1.1～1.9。

2.权利要求1中所述的混晶结构锰酸锂正极材料的制备方法及步骤为：

（1）预处理：将电解MnO₂分别进行热处理、冷却后酸洗、过滤、纯水洗涤、烘干、二次热处理，冷却后得到Mn₂O₃，以此作为锰源；

（2）配料：以碳酸锂或单水氢氧化锂为锂源，以锂源和（1）中锰源为原料，按Li_xMn₂O₄（中：x=1～2）中Li和Mn的计量比进行配料，配料时使原料中的Li元素比计量比过量1～10%，同时加入分散剂，在液相介质中分散、混合，过滤、烘干后得到配合料；

（3）制备正极材料：将配合料置于高温气氛炉中在一定气氛下煅烧后冷却到室温，得到含有层状和尖晶石两种结构的混晶结构锰酸锂正极材料。

3.权利要求2中步骤（1）所述热处理工艺条件为：在温度300～600℃下煅烧4-12小时，再冷却到室温；所述酸洗过程中酸的种类为H₂SO₄、HNO₃或HCl中的一种或多种的混合；所述酸洗工艺条件为：用浓度为2～20%的酸溶液在20-90℃下搅拌1～4小时；所述二次热处理工艺条件为400～800℃下恒温预烧2～12小时。

4.权利要求2中步骤（2）所述分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种配合使用，分散剂的加入量为配合料质量的0.1～2%；所述的液相介质为去离子水、乙醇或乙醇溶液、丙酮或丙酮溶液中任何一种，液相介质的用量为配合料质量的1～5倍；所述混合过程为搅拌或球磨1～4小时，所述烘干为自然干燥或120℃以下烘干至含水少于0.5%。

5.权利要求2中步骤（3）所述在一定气氛下煅烧的方法包括以下两种：（1）在缺氧气氛以及600～1000℃下煅烧8-25小时，并在该气氛下冷却到100℃以下后取出；（2）在缺氧气氛以及600～1000℃下煅烧1-10小时，再在空气气氛以及600～1000℃下煅烧5-15小时，并随炉冷却到100℃以下后取出。

6.权利要求5中所述缺氧气氛为空气与氮气或空气与氩气组成的混合气体，即氧气浓度小于普通空气中的氧浓度。