[发明专利]一种富锂锰基层状锂电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种富锂锰基层状锂电池正极材料，其特征在于：所述正极材料的分子式为Li[Li_1-x-y-zNi_xCo_yMn_z]O₂，其中0.05＜x＜0.3，0.05＜y＜0.3，0.1＜z＜0.6，0.1＜1-x-y-z＜0.4，所述正极材料的D₅₀在8μm～22μm，比表面积在0.5m²/g～5m²/g，12.5mA/g的充放电电流密度下放电容量达210mAh/g～290mAh/g。

2.一种如权利要求1所述的富锂锰基层状锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)材料准备：准备用作原料的锂源、镍源、钴源和锰源，准备用作燃料的有机酸；

(2)混料：按照所述正极材料的分子式中各金属元素的计量比，将步骤(1)中的原料混合均匀；

(3)共熔：将步骤(2)得到的混合物料加热熔化自发形成均匀的低温共熔物；

(4)点燃烧结：将步骤(3)得到的低温共熔物直接放入预设高温300℃～700℃的加热炉中加热点燃，点燃后进行烧结，得到富锂锰基层状锂电池正极材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烧结为一次烧结或二次烧结；

所述一次烧结的具体过程包括：将所述低温共熔物置入300℃～700℃加热炉中点燃后，先在该点燃温度下保温1h～30h，然后再升温到600℃～1100℃，保温1h～30h，随炉自然冷却；

所述二次烧结的具体过程包括：

(a)将所述点燃后的低温共熔物先进行预烧；

(b)将步骤(a)预烧后得到的产物进行研磨处理和干燥；

(c)将步骤(b)后得到的混合产物进行再烧结。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中，预烧的操作具体是指：在300℃～700℃条件下将低温共熔物点燃后，保温1～30小时进行预烧，随炉自然冷却。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中，再烧结的工艺条件控制为：升温到600℃～1100℃，保温时间1～30小时，随炉自然冷却。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述锂源选用硝酸锂、乙酸锂、氢氧化锂或碳酸锂中的一种或几种；所述镍源选用硝酸镍、硫酸镍、草酸镍或乙酸镍中的一种或几种；所述钴源选用硝酸钴、硫酸钴、草酸钴或乙酸钴中的一种或几种；所述锰源选用硝酸锰、硫酸锰、草酸锰或乙酸锰中的一种或几种；所述有机酸为柠檬酸、草酸或苹果酸中的一种或几种。

7.根据权利要求2～5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，配制的混合物料时各金属元素的总和与燃料的摩尔比控制在1～10。

8.根据权利要求2～5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，制备低温共熔物的具体操作是：先将加热炉升温至80℃～300℃，保温后将混合物料放入加热炉内使其在该温度下保温0.5～30h，即可形成均匀的低温共熔物。