[发明专利]薄片缠绕成的富锂锰基空心纳米球正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种富锂锰基空心纳米球正极材料，其特征在于，所述富锂锰基空心纳米球正极材料的分子式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂，其中，0<x<1；所述富锂锰基空心纳米球正极材料是由薄片缠绕成的富锂锰基空心纳米球正极材料。

2.根据权利要求1所述的富锂锰基空心纳米球正极材料，其特征在于，所述x为0.1、0.2、0.3、0.5或0.7。

3.根据权利要求1或2所述的富锂锰基空心纳米球正极材料，其特征在于，所述富锂锰基空心纳米球的粒径为200nm-1μm，壁厚为20-100nm。

4.一种根据权利要求1所述的富锂锰基空心纳米球正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、苯乙烯为原料，聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，偶氮二异丁基盐酸脒为引发剂，利用乳液聚合法在惰性气氛下制备聚苯乙烯球a；

B、用浓硫酸将聚苯乙烯球a磺化，得到磺化的聚苯乙烯球b；

C、按照xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂化学计量比分别称取镍盐、钴盐、锰盐和锂盐，其中，0<x<1；

D、将镍盐、钴盐、锰盐和环六亚甲基四胺溶于柠檬酸钠溶液中，得溶液c；

E、将磺化的聚苯乙烯球b超声分散在溶液c中，升温搅拌吸附，再经离心，洗涤，干燥后，得到粉末d；

F、将粉末d与锂盐进行研磨混合，得到粉末e；

G、将粉末e在空气气氛中升温，高温煅烧，即得所述薄片缠绕成的富锂锰基空心纳米球正极材料。

5.根据权利要求4所述的富锂锰基空心纳米球正极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量用量与所述苯乙烯的体积用量的比值为0.003g/mL～0.1g/mL；所述偶氮二异丁基盐酸脒的质量用量与所述苯乙烯的体积用量的比值为0.006g/mL～0.08g/mL；所述惰性气氛为氮气或氩气。

6.根据权利要求4或5所述的富锂锰基空心纳米球正极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述聚苯乙烯球a的粒径为300nm-1.2μm。

7.根据权利要求4所述的富锂锰基空心纳米球正极材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述浓硫酸的体积用量与所述聚苯乙烯球a粉末的质量用量的比值为20mL/g～60mL/g，磺化时间为0.5-10h，磺化温度为40-75℃。

8.根据权利要求4或7所述的富锂锰基空心纳米球正极材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述磺化的聚苯乙烯球b的粒径为250nm-1.1μm。

9.根据权利要求3所述的富锂锰基空心纳米球正极材料的制备方法，其特征在于，步骤D中，所述环六亚甲基四胺的质量用量与所述镍盐或者钴盐的物质的量的比值均为0.01g/mmol～10g/mmol；所述柠檬酸钠溶液的浓度为1.0mM-5.0mM。

10.根据权利要求3所述的富锂锰基空心纳米球正极材料的制备方法，其特征在于，步骤G中，所述高温煅烧具体包括以下步骤：升温至500-550℃预烧1-4h，然后再升温至800-850℃煅烧4-10h；所述升温速率为1-3℃/min。