[发明专利]一种具有超导修饰层的单晶富锂材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有超导修饰层的单晶富锂材料，其特征在于，所述单晶富锂材料的形貌为单晶一次颗粒，单晶一次颗粒包括内层结构和外层结构，所述内层结构由化学通式为xLi₂MnO₃·(1－x)LiMO₂单晶颗粒构成，其中，0＜x＜1，M是Mn、Ni、Co、Al、Mg、Ce、Cr、La、Zr、Nb、Sn、Y、Mo、Zn中的一种或几种的组合，所述外层结构由化学式为Li₄SiO₄、Li₂ZnSiO₄、Li₂MgSiO₄、Li₂CoSiO₄、Li₂NiSiO₄、Li₂SrSiO₄或LiAlSiO₄的超导修饰层，所述超导修饰层包覆所述xLi₂MnO₃·(1－x)LiMO₂单晶颗粒。

2.如权利要求1所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料，其特征在于，所述超导修饰层的质量为xLi₂MnO₃·(1－x)LiMO₂单晶颗粒质量的0.001－20％。

3.如权利要求1所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料，其特征在于，所述单晶富锂材料的D50粒径分布在0.1－6μm之间。

4.如权利要求1－3任一所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、按元素化学计量比称取可溶性锰盐和可溶性M金属盐，然后溶解在去离子水中，得到溶液A；

(2)、配置沉淀剂水溶液，得到溶液B；

(3)、将溶液A和溶液B同时滴加进反应容器中并不断搅拌，搅拌的同时，往混合溶液中通入化学性质稳定的气体，调节混合溶液的pH值在7.0－12.0之间，反应完全后过滤取沉淀，洗涤沉淀并干燥后，得到前驱体；

(4)、在含氧气的气氛中，于300－1000℃煅烧前驱体一段时间，冷却后得到材料C；

(5)、将N金属的氧化物或碳酸盐或乙酸盐或硝酸盐与材料C、锂盐、硅酸乙酯球磨混合，然后在含氧气的气氛中，于300－1000℃煅烧一段时间，冷却后即得，其中，N金属为Li、Zn、Mg、Co、Ni、Sr、Al中的一种。

5.如权利要求4所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料的制备方法，其特征在于，溶液A的金属离子浓度为0.01－9mol/L。

6.如权利要求4所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵、草酸铵、草酸钠、氢氧化钠中的一种或两种。

7.如权利要求4所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料的制备方法，其特征在于，所述化学性质稳定的气体为氮气、氩气、二氧化碳中的一种或多种，通气量为50-1000mL/min。

8.如权利要求4所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料的制备方法，其特征在于，球磨混合时，料球比为1－50：1，球磨剂为去离子水或/和乙醇，球磨转速在100－1000r/min之间，球磨时间为1－10h。

9.如权利要求5所述的具有超导修饰层的单晶富锂材料的制备方法，其特征在于，煅烧时，升温速率为0.1－10℃/min；降温时，以0.1－10℃/min的降温速率降温至室温，或者直接液氮降温。

10.一种具有超导修饰层的单晶富锂材料的应用，其特征在于，所述单晶富锂材料由权利要求4－9任一所述的制备方法制备得到，该单晶富锂材料应用于锂离子电池的制备中。