[发明专利]锆酸锂包覆锂离子电池富锂锰基层状氧化物正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锆酸锂包覆锂离子电池富锂锰基层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：制备草酸盐前驱体；

Step2：制备氧化物包覆草酸盐前驱体；

Step3：制备锆酸锂包覆富锂锰基层状氧化物正极材料；

其中，在Step2中的制备氧化物包覆草酸盐前驱体具体包括：

将Step1得到的草酸盐前驱体500mg分散在10mL无水乙醇中，搅拌并超声分散10分钟，按照Zr︰Mn=α︰100的摩尔比例，加入质量百分比浓度为10%wt的Zr(OC₄H₉)₄无水乙醇溶液，其中1≤α≤35，搅拌分散均匀，得到混合液，然后将该混合液转入彻底干燥的聚四氟乙烯内衬的水热釜中，在150～180℃下水热处理5～12小时，自然冷却后，离心洗涤，将离心洗涤得到的沉淀物在80℃下干燥12小时，得到相应的ZrO₂的氧化物包覆草酸盐前驱体；

或，

在Step2中的制备氧化物包覆草酸盐前驱体具体包括：

将Step1得到的草酸盐前驱体按照1:x的质量比例分散在无水乙醇中（x>1），加入10μL~1mL氨水后搅拌并超声分散10分钟，按照Zr:Mn=α:100的摩尔比例，加入质量百分比浓度为10%wt的Zr(OC₄H₉)₄无水乙醇溶液，其中1≤α≤35，搅拌分散均匀，得到混合液，然后将该混合液在25~75℃下300-700转速下搅拌24～72小时，待反应完全后离心洗涤，将离心洗涤得到的沉淀物在80℃下干燥12小时，得到氧化物ZrO₂的包覆草酸盐前驱体。

2.根据权利要求1所述的锆酸锂包覆锂离子电池富锂锰基层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，在Step1中，所述制备草酸盐前驱体的方法具体包括：

将钴的金属盐CoSO₄（Co(NO₃)₂或CoCl₂）与镍的金属盐NiSO₄（Ni(NO3)₂或NiCl₂）与锰的金属盐MnSO₄（Mn(NO₃)₂或MnCl₂）按照x:y:(1-x-y)的摩尔比例溶于50mL水中，其中x<0.3，y<0.3，使金属离子的总摩尔浓度为1~3mol/L，得到金属离子混合溶液；

或将镍的金属盐NiSO₄（Ni(NO₃)₂或NiCl₂）与锰的金属盐MnSO₄（Mn(NO₃)₂或MnCl₂）按照x:(2/3-x/3)的摩尔比例溶于50mL水中（其中x<2），使金属离子的总摩尔浓度为1~3mol/L，得到金属离子混合溶液；

配置摩尔浓度为1~3mol/L的K₂C₂O₄或Na₂C₂O₄或H₂C₂O₄或(NH₄)₂C₂O₄溶液50mL，磁力搅拌下将上述沉淀剂溶液加入到上述金属离子混合溶液中，产生沉淀物，搅拌2小时后，离心分离，分别用去离子水及无水乙醇清洗沉淀物2次，将沉淀物置于80℃烘箱中干燥12小时，得到草酸盐前驱体，草酸盐前驱体的分子式为：Mn(_1-x-y)Ni_yCo_xC₂O₄·2H₂O或(Ni_xMn_2/3-x/3)δC₂O₄·2H₂O(δ=1/(2/3+x-x/3))。

3.根据权利要求1所述的锆酸锂包覆锂离子电池富锂锰基层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，在Step3中，所述制备锆酸锂包覆富锂锰基层状氧化物正极材料的方法具体包括：

按照Li︰Mn=(x+2α)/100或者Li︰Mn=(x+4α)/100的摩尔比例，其中50≤x≤300，1≤α≤15，将Step2制备的草酸盐前驱体与锂盐LiOH·H₂O或Li₂CO₃研磨并混匀，置于马弗炉中，以3～5℃/min的升温速率，在700～1000℃下煅烧处理12～24小时，自然冷却至室温，室温为15℃至得到相应的锆酸锂Li₂ZrO₃或Li₄ZrO₄包覆锂离子电池富锂锰基层状氧化物正极材料。