[发明专利]富锰氧化物前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种富锰氧化物前驱体，所述富锰氧化物前驱体含有镍的氧化物相和锰的氧化物相，其特征在于，所述富锰氧化物前驱体的D50为4～13μm，径距span＝(D90-D10)/D50控制在1.1～1.4，FWHW(211)为0.3～0.65，所述富锰氧化物前驱体的BET为30～70m²/g。

2.根据权利要求1所述的富锰氧化物前驱体，其特征在于，所述富锰氧化物前驱体的化学式为Ni_xMn_yMe_(1-x-y)O_z(CO₃)_m，且0＜x≤0.5，0.5≤y＜1，0z2，0m1，Me为掺杂元素Co、Mg、Al、Zr、W、Fe、Cu中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的富锰氧化物前驱体，其特征在于，所述富锰氧化物前驱体的XRD图中基本不存在NiMn₂O₄相峰。

4.根据权利要求1或2所述的富锰氧化物前驱体，其特征在于，所述富锰氧化物前驱体的平均裂纹率为2％～10％；所述富锰氧化物前驱体是由碳酸盐前驱体分步预烧后获得；

所述平均裂纹率通过以下方法测定：先对待测样品进行抛光，获得表面平滑的样品，再利用场发射扫描电子显微镜得到CP电镜图，通过统计多个不同视野区域下CP电镜里裂纹个数，将该单个视野下裂纹个数/总颗粒数记为单个裂纹率，再取平均值即为平均裂纹率。

5.一种富锰氧化物前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配制包括镍盐、锰盐的金属盐溶液，配制包含碳酸根离子的沉淀剂溶液，备用；

(2)利用步骤(1)配制的金属盐溶液和沉淀剂溶液制备得到含晶核的溶液；

(3)以步骤(2)得到的含晶核的溶液作为底液，将步骤(1)中配制的金属盐溶液和沉淀剂溶液加入反应釜中，控制反应温度及pH值，搅拌后采用浓缩机提浓，固液分离后的固相返回到反应釜，循环往复，待反应浆料粒度达到设定值后，停止进料，得到晶种浆料；

(4)再重新将步骤(1)中配制的金属盐溶液和沉淀剂溶液并流加入到反应釜中，控制反应温度及pH值，同时将步骤(3)中合成的晶种浆料连续加入反应釜中，通过调节晶种浆料流量控制反应釜内物料粒度，直至达到目标粒度后，收集溢流料；

(5)将收集的溢流料进行固液分离，所得固相经洗涤干燥后得到碳酸盐前驱体；

(6)将步骤(5)得到的碳酸盐前驱体在空气气氛下经过预烧得到氧化物前驱体。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述镍盐选自硫酸镍、氯化镍、硝酸镍及乙酸镍中的一种或者几种；所述锰盐选自硫酸锰、氯化锰、硝酸锰及乙酸锰中的一种或几种；所述沉淀剂溶液选自碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钾溶液中的一种或几种，所述金属盐溶液中还含有Me盐，配制的金属盐总浓度为0.5～3mol/L,配制沉淀剂浓度为0.5～3mol/L。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在搅拌条件且常温控制下，用精确计量泵同时向反应釜中并流加入配制的金属盐溶液和沉淀剂溶液，并使反应液的pH保持在11～13以制备晶核，所述晶核的粒度D50为0.5～1.5μm。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述晶种的目标粒度控制其D50为所述碳酸盐前驱体粒度的1/3～1/2。

9.根据权利要求5～8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述反应温度控制在25℃～55℃，反应的pH值为7.5～9.0，搅拌的速率控制为500～1000rpm/min。

10.根据权利要求5～8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述反应温度控制在40℃～70℃，反应的pH值为7.5～9.0。