[发明专利]一种高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法

权利要求书

1.一种高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)锰盐、镍盐材料的准备：将锰盐、镍盐材料按Mn:Ni摩尔比为3:1进行配料混合；

(2)溶胶凝胶法制备镍锰前驱体：将步骤(1)所得的混合物加入螯合剂中，用碳酸氢氨调节pH在8～10，搅拌至粘稠，搅拌状态下加入纯净水，制作成金属Mn+Ni离子浓度为100～150g/l的溶液，加入助沉剂至沉淀完全，过滤，沉淀物干燥，得到镍锰前驱体；

(3)三维斜式混合：采用三维斜式混合机将步骤(2)所得的镍锰前驱体与锂盐及金属阳离子化合物在介质下进行分散、混合2～4h，得掺杂混合物；

(4)预烧结：将步骤(3)所得的掺杂混合物装入匣钵，送入推板窑进行烧结，烧结过程不间断的充入氧气，烧结温度500～600℃，恒温时间4～6h，得预烧结物料；

(5)高温烧结：将步骤(4)所得的预烧结物料装入匣钵，送入推板窑进行烧结，烧结过程不间断的充入氧气，烧结温度800～900℃，恒温时间9.5～10.5h，得高温烧结物料；

(6)混合包覆：采用三维斜式混合机将步骤(5)所得的高温烧结物料与纳米级金属氧化物在介质下进行分散、混合包覆，混合时间为2.5～3.5h，得混合包覆物料；

(7)第三次低温烧结：将步骤(6)所得的混合包覆物料烧结，烧结温度为300～400℃，恒温时间4～6h；

(8)后处理：将步骤(7)所获得的产品进行气流粉碎、分级即获得高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂成品；

其中，步骤(2)中，所述螯合剂为聚乙二醇-1000、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-4000和聚乙二醇-10000中的一种或两种；所述螯合剂的质量为金属Mn+Ni质量的80～120％；

所述步骤(3)和步骤(6)中斜式混合采用的介质为氧化锆球或聚氨酯球中的一种。

2.根据权利要求1所述的高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，镍锰前驱体中Mn+Ni和锂盐中Li的摩尔比为(0.95～1.0):1。

3.根据权利要求1所述的高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述锰盐材料为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰中的一种或几种；所述镍盐材料为硫酸镍、氯化镍中的一种或几种；步骤(3)中，所述锂盐材料为碳酸锂。

4.根据权利要求1所述的高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述金属阳离子为Mg²⁺、La³⁺、Ti⁴⁺或Al³⁺，镍锰前驱体中Mn+Ni与金属阳离子化合物的质量比为1000:(4.5～2)。

5.根据权利要求1所述的高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，所述金属氧化物为ZnO、Al₂O₃、TiO₂、MgO或ZrO₂。

6.根据权利要求1所述的高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：高温烧结物料中Mn+Ni与金属氧化物的质量比为1000:(1.5～1)。

7.根据权利要求1所述的高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述助沉剂为羟甲基纤维素，其加入的质量为金属Mn+Ni质量的3～5％。