[发明专利]一种锰酸锂基锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锰酸锂基锂离子电池正极材料，其特征在于：所述锰酸锂基锂离子电池正极材料将不同粒径的改性的锰酸锂混合，再经过表面修饰而得锰酸锂成品。

2.根据权利要求1所述的锰酸锂基锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）制备D50小于30微米的含有掺杂剂M的锰酸锂材料A：将锰源物质、锂源物质和掺杂剂M按照一定比例进行混合，混合方法为干式混合或湿式混合，其中Li、Mn的摩尔比为0.46～0.65，掺杂剂M的掺量为物质A的0.01～10 wt%；将混合均匀的物料进行烧结，烧结主温度控制在500℃～1250℃，主温区烧结时间为5～45 h，整个烧结过程是在空气或者氧气氛围下进行，通气量控制范围为2～40m³/h，将烧结后的物料经破碎、粉碎、分级、除铁、过筛等工艺处理，得到所需的锰酸锂半成品A；

（2）制备D50小于A的含有掺杂剂M′的锰酸锂材料B：将锰源物质、锂源物质和掺杂剂M′按照一定比例进行混合，混合方法为干式混合或湿式混合，其中Li、Mn的摩尔比为0.46～0.65，掺杂剂M′的掺量为物质B的0.01～10 wt%；将混合均匀的物料进行烧结，烧结主温度控制在550℃～1250℃，主温区烧结时间为5～45h，整个烧结过程是在空气或者氧气氛围下进行，通气量控制范围为2～40m³/h，将烧结后的物料经破碎、粉碎、分级、除铁、过筛等工艺处理，得到所需的锰酸锂半成品B；

（3）将两种物质混合，B的加入量为A物质的质量的1～50wt%，并且混合之后的物质的粒度分布呈现出双峰粒度分布，混合方式为湿式混合或者干式混合；

（4）将步骤（3）得到的混合均匀的锰酸锂进行包覆，所用的包覆材料为N，其掺量为锰酸锂总量的0.01～20wt%，所用的包覆方法为干式包覆、湿式包覆或共沉淀包覆；

（5）将包覆好的锰酸锂进行烧结，采用分段式多温区烧结，烧结主温度控制在400℃～1150℃，主温度的烧结时间为4～35 h，整个烧结过程是在空气或者氧气氛围下进行，通气量控制范围为2～30 m³/h，将烧结后的物料经破碎、粉碎、分散、分级、除铁、过筛等工艺处理，得到所需的钴酸锂成品。

3.根据权利要求2所述的锰酸锂基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤步骤（1）和步骤（2）中中锰源物质选自为二氧化锰、四氧化三锰、氢氧化锰或二氧化三锰的一种或者多种的混合物，D50在2～30μm之间。

4.根据权利要求2所述的锰酸锂基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）和步骤（2）中涉及的锂源物质选自为氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂中的一种或多种的混合物。

5.根据权利要求2所述的锰酸锂基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的掺杂剂M和步骤（2）中的掺杂剂M′均可以选自掺杂阳离子、掺杂阴离子或掺杂阳离子与掺杂阴离子的混合物，掺杂的阳离子为第一过渡元素（Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）、第二过渡元素（Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）、碱土元素（Be、Mg、Ca、Sr、Ba）和稀土元素（La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）的氧化物、卤化物、氢氧化物、金属有机物、碳酸盐、碱式碳酸盐、草酸盐、磷酸盐、硅酸盐、柠檬酸盐、水杨酸盐、乙酸盐、甲酸盐或与其他金属元素的复合氧化物的一种或者多种的混合物，掺杂的阴离子选自元素F、B的金属化合物的一种或者多种的混合物。

6.根据权利要求2所述的锰酸锂基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的包覆材料N选自为第一过渡元素（Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）、第二过渡元素（Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）、碱土元素（Be、Mg、Ca、Sr、Ba）和稀土元素（La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）氧化物、卤化物、氢氧化物、金属有机物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、草酸盐磷酸盐、硅酸盐、柠檬酸盐或与其他金属元素的复合氧化物的一种或者多种的混合物。

7.根据权利要求2所述的锰酸锂基锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的包覆材料N为元素F的金属化合物或元素F的金属化合物与上述掺杂剂M中所提及的物质一种或多种的混合物。