[发明专利]由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将锂源和锰源混合均匀后，以1～5℃升温速度升温至400～500℃，保温4～8h，继续升温至700～850℃，保温10～15h，冷却，研磨，即得尖晶石型锰酸锂；

所述锂源包括碳酸锂和/或氢氧化锂；

所述锰源包括碳酸锰、四氧化三锰、三氧化二锰、一氧化锰、二氧化锰中至少一种；

2)将所述尖晶石型锰酸锂和聚乙烯吡咯烷酮超声分散至水中后，加热至30～100℃，并在速率为500～1000转/分钟的搅拌条件下，加入锰源、镍源和钴源中至少一种与锂源，持续搅拌、干燥，得到前驱体材料；或者，将锰源、镍源、钴源中至少一种与锂源配成混合溶液，再加入所述尖晶石型锰酸锂，加热至30～100℃，在速率为500～1000转/分钟的搅拌条件下搅拌均匀，烘干，得到前驱体材料；

2)中的锂源包括硝酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中至少一种；

2)中的锰源包括硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、醋酸锰、草酸锰中至少一种；

2)中的镍源包括硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、草酸镍中至少一种；

2)中的钴源包括硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、醋酸钴、草酸钴中至少一种；

3)所述前驱体材料置于600～850℃温度下煅烧4～20h，研磨，即得；

所述由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料，由尖晶石型锰酸锂LiMn₂O₄内核和层状富锂锰基xLi₂MnO₃·(1–x)LiMO₂外壳构成核壳结构；其中，0x≤1，M＝Mn_aNi_bCo_1–a–b，0a1,0b1。

2.根据权利要求1所述的一种由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述尖晶石型锰酸锂LiMn₂O₄内核的粒径为5～25μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述层状富锂锰基xLi₂MnO₃·(1–x)LiMO₂外壳的质量百分比含量为1％～10％。

4.根据权利要求1所述的一种由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：

1)中的锂源和锰源按Li/Mn的质量比(1～1.1):1混合。

5.根据权利要求4所述的一种由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：

所述尖晶石型锰酸锂和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:0.01～1:0.1。

6.根据权利要求1所述的一种由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述超声分散的时间为0.5～3h。