[发明专利]一种表层富锰的三元梯度材料的制备方法

权利要求书

1.一种表层富锰的三元梯度材料，其特征在于：所述的三元正极材料前驱体是一种表层富锰的浓度梯度三元材料前驱体，微观上是纳米线组装的微球形貌，所述三元正极材料是表层富锰的浓度梯度三元正极材料，微观上是纳米颗粒组装的微球形貌。

2.如权利要求1所述表层富锰的三元梯度材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

1）将可溶性镍盐，可溶性铁盐，可溶性锌盐，可溶性锰盐，可溶性钴盐，可溶性镁盐，可溶性铝盐，可溶性铬盐中的一种或两种以上融入水中，加入可溶性镍盐，可溶性铁盐，可溶性锌盐，可溶性锰盐，可溶性钴盐，可溶性镁盐，可溶性铝盐，可溶性铬盐中的一种或两种以上，形成高镍浓度溶液A；

2）将可溶性镍盐，可溶性铁盐，可溶性锌盐，可溶性锰盐，可溶性钴盐，可溶性镁盐，可溶性铝盐，可溶性铬盐中的一种或两种以上融入水中，加入可溶性镍盐，可溶性铁盐，可溶性锌盐，可溶性锰盐，可溶性钴盐，可溶性镁盐，可溶性铝盐，可溶性铬盐中的一种或两种以上，形成低镍浓度溶液B；

3）将低镍浓度溶液以一定的转速加入到高镍浓度溶液中，不停搅拌，再将混合均匀的金属离子溶液以一定的转速加入反应釜中；

4）配制一定浓度的氨水溶液，记为C溶液，配制一定浓度的NaOH溶液，记为D溶液；

5）在一定转速下，向反应釜中加入C溶液；在后续反应过程中，将体系的pH值调至固定值，pH值的大小由体系通过NaOH的加入量自行控制；

6）待反应进行一定时间之后，取出梯度前驱体溶液洗涤、抽滤，之后在一定温度条件下烘干；

7）将前驱体与LiOH按照一定比例研磨混合均匀，在氧气气氛下进行二次烧结，先低温预烧，再于高温氧气气氛下热处理，最终得到表层富锰的三元梯度材料。

3.如权利要求1所述表层富锰的三元梯度材料的制备方法，其特征在于：

所述镍盐、铁盐、铬盐、钴盐、镁盐、铝盐、锌盐、锰盐为硫酸盐、硝酸盐和氯化盐的一种或一种以上，高镍金属盐溶液浓度为1.0~4.0 mol/L，低镍金属盐溶液浓度为1.0~4.0 mol/L，高镍含量为60%-80%，低镍含量为20%~30%。

4.如权利要求1所述表层富锰的三元梯度材料的制备方法，其特征在于：所述氨水溶液浓度为1~4 mol/L，所述NaOH溶液浓度为4~8 mol/L。

5.如权利要求1所述表层富锰的三元梯度材料的制备方法，其特征在于：所述合成工艺参数为金属盐溶液，碱性水溶液，沉降剂溶液用计量泵连续输入到涡流式反应釜中，PH值控制在11.0~12.5之间；沉淀温度为50~90℃；

如权利要求1所述表层富锰的三元梯度材料的制备方法，其特征在于：反应釜搅拌速度为100~500 rpm，共沉淀反应时间为15~48小时。

6.如权利要求1所述表层富锰的三元梯度材料的制备方法，其特征在于：LiOH与前驱体混合比例为1.01~1.1，预烧结温度为400-550℃，预烧结时间为3-5h，高温烧结温度为800-900℃，烧结时间为10-20h。

7.如权利要求1所述表层富锰的三元梯度材料的制备方法，其特征在于：所述三元正极材料采用高容量的高镍材料作为核，采用高脱锂状态下具有稳定结构的锰基材料作为壳，构成浓度梯度材料，即核-壳结构材料，断面锰含量从12.857%升高为17.227%，断面镍含量从70.176%降为66.787%。

8.如权利要求1所述LTH结构的三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述三元正极材料呈类球形，D50为2~20μm，振实密度≥2.30 g/cm³。