[发明专利]一种球形含镍碳酸锰材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种球形含镍碳酸锰材料，其特征在于，所述材料中的镍主要以碳酸镍形式存在。

2.根据权利要求1所述的球形含镍碳酸锰材料，其特征在于，所述碳酸镍占所述球形含镍碳酸锰材料的重量百分含量为大于0且小于等于52wt％，优选为3-31wt％，更优选为5-10wt％。

3.根据权利要求1或2所述的球形含镍碳酸锰材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)分别配制锰盐和镍盐的混合溶液、以及碳酸盐溶液；

(2)通过共沉淀的方式得到所述的球形含镍碳酸锰材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的锰盐为可溶性锰盐。

优选地，所述的可溶性锰盐包括醋酸锰、硫酸锰、氯化锰或硝酸锰中的一种或几种。

优选地，在步骤(1)中，所述的镍盐为可溶性镍盐。

优选地，所述的可溶性镍盐包括醋酸镍、硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的一种或几种。

优选地，在步骤(1)中，所述的碳酸盐为可溶性碳酸盐。

优选地，所述的可溶性碳酸盐包括碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠或碳酸钾中的一种或几种。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述锰盐和镍盐的混合溶液中，Mn²⁺含量为大于0且小于等于1mol/L，Ni²⁺含量为大于0且小于等于1mol/L。

优选地，Mn²⁺含量为大于0且小于等于0.02mol/L，Ni²⁺含量为大于0且小于等于0.001mol/L。

优选地，在步骤(1)中，所述碳酸盐溶液中，CO₃^2-含量为大于0且小于等于15mol/L。

优选地，CO₃^2-含量为大于0且小于等于2.2mol/L。

优选地，在步骤(1)中，所述镍盐与锰盐的摩尔投料比为(1～50):100；进一步优选为(5～25):100，例如可以是5:100、10:100、15:100、20:100或25:100。

优选地，在步骤(1)中，所述碳酸盐与锰盐的摩尔投料比为(1000～1500):100；进一步优选为(1000～1250):100，例如可以是1000:100，1050:100，1100:100，1150～100，1200:100，1250:100。

6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的制备方法，其特征在于，优选地，所述步骤(1)具体包括：于20～30℃下，采用可溶性锰盐和可溶性镍盐配制成锰盐和镍盐的混合溶液，所述锰盐和镍盐的混合溶液中，Mn²⁺含量为大于0且小于等于1mol/L，Ni²⁺含量为大于0且小于等于1mol/L；采用可溶性碳酸盐配制成碳酸盐溶液，所述碳酸盐溶液中，CO₃^2-含量为大于0且小于等于15mol/L。

7.根据权利要求3-6中任一项权利要求所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：将碳酸盐溶液迅速倒入锰盐和镍盐的混合溶液中，并进行搅拌，得到固体产物并用去离子水洗涤3次，于80～100℃温度下烘干，得到所述的球形含镍碳酸锰材料。

优选地，在步骤(2)中，所述的搅拌时间为1～8h，优选为3～6h。

优选地，所述的搅拌速率为200～600rpm，优选为300～400rpm。

8.根据权利要求1-2任一项所述的或权利要求3-7任一项所述制备方法制备得到的球形含镍碳酸锰材料的用途，其特征在于，所述材料可用于制备锂离子电池负极材料。

9.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料包括权利要求1-2任一项所述的或权利要求3-7任一项所述制备方法制备得到的球形含镍碳酸锰材料。

优选地，所述球形含镍碳酸锰材料中，所述碳酸镍占所述球形含镍碳酸锰材料的重量百分含量为大于0且小于等于52wt％，优选3-31wt％，更优选5-10wt％。

10.一种锂离子电池的负极，其特征在于，所述负极包括权利要求9所述的锂离子电池负极材料。

优选地，所述负极还包括粘结剂和导电剂。

优选地，所述锂离子电池负极材料：导电剂：粘结剂的质量比为(5～8):(1～3):1；例如为8:1:1或7:2:1。

优选地，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)，所述导电剂为乙炔黑(superp)。