[发明专利]锆酸锂包覆的锂离子电池富锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锆酸锂包覆的锂离子电池富锂正极材料，其特征在于：以0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂作为富锂正极材料的复合粒子的内核，并以Li₂ZrO₃作为富锂正极材料的复合粒子的外壳，即Li₂ZrO₃来包覆0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂，组成粒径为50nm~300nm的复合粒子的核壳结构，形成纳米复合材料，其中Li₂ZrO₃在富锂正极材料中的重量百分比含量为1wt%~10wt%。

2.根据权利要求1所述锆酸锂包覆的锂离子电池富锂正极材料，其特征在于：Li₂ZrO₃在富锂正极材料中的重量百分比含量为2wt%~10wt%。

3.一种权利要求1所述锆酸锂包覆的锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a. 制备0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂：根据0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的化学元素组分，将化学计量比的镍盐、钴盐、锰盐以及锂盐一起溶于无水乙醇形成金属盐混合液，并保持锂盐在金属盐混合液中按照摩尔含量至少过量5%，再将含有过量锂盐的金属盐混合液滴入含柠檬酸的无水乙醇溶液中，即以柠檬酸作为螯合剂，形成金属盐乙醇溶液，对金属盐乙醇溶液不断搅拌，并对金属盐乙醇溶液加热，使乙醇蒸发，形成凝胶，然后将凝胶置于400-500℃条件下预烧5~8小时，得到纯相富锂材料；

b. 制备纳米0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂分散液：将在上述步骤a中制备的纯相富锂材料用无水乙醇进行超声分散，制备纳米0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂分散液；

c．制备复合金属盐溶液：根据Li₂ZrO₃的化学元素组分，将化学计量比的锆盐和锂盐一起溶于无水乙醇形成金属离子混合液，并保持锂盐在金属盐混合液中按照摩尔含量至少过量5%，再按照Li₂ZrO₃在富锂正极材料中的重量百分比含量为1wt%~10wt%，将含有过量锂盐的金属离子混合液滴入在上述步骤b中制备的纳米0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂分散液中，金属离子混合液滴的滴加速度接近6 mL/min，形成复合金属盐溶液；

d．制备Li₂ZrO₃包覆0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的纳米复合材料：将在上述步骤c中制备的复合金属盐溶液通过真空干燥形成干凝胶，再将干凝胶在500~700℃的温度条件下预烧2-10小时形成前驱物，接着将前驱物研磨成粉体，再将粉体在2~6MPa的压力条件下压片制备纳米复合材料片材，最后将纳米复合材料片材在800-1000℃的温度条件下煅烧10~24小时，最终得到Li₂ZrO₃包覆0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的纳米复合材料，即锂离子电池富锂正极材料。