[发明专利]一种高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法

权利要求书

1.一种高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

a)将含镍化合物、含锰化合物一、含钴化合物与溶剂充分混合，得到溶液或悬浊液；所述含镍化合物中镍元素、所述含锰化合物中锰元素与所述含钴化合物中钴元素三者的摩尔比为α∶x∶β；

所述溶剂选自水、甲醇、乙醇和丙酮中的一种或多种；

b)向步骤a)中得到的溶液或悬浊液中加入沉淀剂，过滤后得到沉淀物；

所述沉淀剂选自碱金属的氢氧化物溶液、碱金属的碳酸盐溶液或碱金属的碳酸氢盐溶液；

c)干燥步骤b)中得到的所述沉淀物，得到前驱体；

d)将步骤c)得到的所述前驱体、含锰化合物二、含掺杂元素M的化合物和含锂化合物按照0.4∶0.4-δ∶δ∶1.2的比例混合均匀，得到混合粉末；

e)将步骤d)中所得到混合粉末置于400～700℃下恒温0.1～12h，再于800℃～1050℃下恒温0.1～30h即可制得表达式为Li[Li_0.2Mn_0.8-δ-α-βNi_αCo_βM_δ]O₂的超高容量锰系锂过渡金属复合氧化物；

上述各步骤中，0＜α≤0.4，0≤β≤0.4，x+α+β＝0.4且x≤α+β，α+β≤0.4，α、β不同时为零，0≤δ≤0.1；

所述的含掺杂元素M的化合物选自含Li化合物、含B化合物、含Mg化合物、含Al化合物、含Ga化合物、含Ti化合物、含V化合物、含Cr化合物、含Mn化合物、含Fe化合物、含Co化合物、含Ni化合物、含Zn化合物、含Zr化合物、含Nb化合物、含Mo化合物、含Ce化合物、含Nd化合物和含Dy化合物中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于所述的含锂化合物选自氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、硫酸锂、乙酸锂、氯化锂或氧化锂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于步骤d)中所述前驱体、所述含锰化合物二、所述含掺杂元素M的化合物和所述含锂化合物的混合采用机械搅拌、高能研磨、喷雾干燥、液相共沉淀、溶胶-凝胶或水热方法中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于步骤e)中所述的干燥方式为常规电阻式加热干燥方法和微波辐射加热干燥方法中的一种或几种，其中所述微波辐射加热干燥方法中的微波频率为0.915～28GHz。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于：

0.01≤δ≤0.05；0.1≤α≤0.15；0.1≤β≤0.15。

6.根据权利要求5所述的高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于所述含镍化合物选自硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、乙酸镍、一氧化镍、三氧化二镍和二氧化镍中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于所述含锰化合物一、含锰化合物二选自硫酸锰、碳酸锰、硝酸锰、氯化锰、乙酸锰、二氧化锰、三氧化二锰和四氧化三锰中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的高容量层状富锂锰基氧化物的制备方法，其特征在于所述含钴化合物为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、乙酸钴和四氧化三钴中的一种或多种。