[发明专利]一种通过固液法制备氧空位富锂锰基层状正极材料的方法

权利要求书

1.一种通过固液法制备氧空位富锂锰基层状正极材料的方法，采用直接搅拌法产生氧空位，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)碳酸盐前驱体的制备：

将钴的金属盐、镍的金属盐和锰的金属盐溶于水中，钴的金属盐、镍的金属盐和锰的金属盐按照金属离子的摩尔比例为：镍的金属盐:钴的金属盐:锰的金属盐＝(0.1～0.7):(0～0.5):(0.1～0.9)，使三种金属盐的摩尔数加和小于或等于1，同时使金属离子的总摩尔浓度为1～3mol/L，得到金属离子混合溶液；配制摩尔浓度为1～3mol/L的沉淀剂溶液，磁力搅拌下将该沉淀剂溶液加入到上述金属离子混合溶液中，加入的摩尔比例为：沉淀剂溶液:金属离子混合溶液＝1:(0.7～2)，产生共沉淀产物，搅拌6～12小时后，对共沉淀产物进行离心分离，分别用去离子水清洗三次及无水乙醇清洗沉淀物2次，将沉淀物置于60-90℃烘箱中干燥6-12小时，得到碳酸盐前驱体，碳酸盐前驱体的分子式为：(Mn_0.1～0.9Ni_0.1～0.7Co_0～0.5)_1.25CO₃·2H₂O；

(2)富锂锰基层状正极材料的制备：

将步骤(1)得到的碳酸盐前驱体与LiOH·H₂O或Li₂CO₃按照1:(1～2)的摩尔比相混，充分研磨，使颗粒直径在0.5um-5um，混匀后置于马弗炉中，以1～5℃/min的升温速率，在700～1000℃下煅烧处理6～24小时，自然冷却至室温，得到富锂锰基层状正极材料；

(3)氧空位富锂锰基层状正极材料的制备：

配制摩尔浓度为0.1M-18M的还原性溶液，将上述步骤(2)得到的富锂锰基层状正极材料分散在所配制的还原性溶液中，还原性溶液与富锂锰基正极材料的质量比为：还原性溶液:富锂锰基正极材料＝(1～20):100，得到混合物，将该混合物超声分散2～10分钟，然后将分散有正极材料的溶液转移到磁力搅拌器上，在25～75℃下以100～900转/分钟的速度搅拌0.5～8小时，待搅拌完成后离心洗涤，去离子水清洗三次，乙醇清洗两次，将离心洗涤得到的沉淀物在80℃下干燥6～12小时，在真空干燥箱中120℃下干燥5～12小时，得到含有氧空位的富锂锰基层状正极材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的步骤(1)中，其中所述的钴的金属盐为CoSO₄·7H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、CoCl₂·6H₂O或Co(Ac)₂·4H₂O。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的步骤(1)中，其中所述的镍的金属盐为NiSO₄·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O或Ni(Ac)₂·4H₂O。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的步骤(1)中，锰的金属盐为MnSO₄·H₂O、Mn(NO₃)₂·4H₂O、MnCl₂·4H₂O或Mn(Ac)₂·4H₂O。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的步骤(1)中，所述的沉淀剂为NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、(NH₄)₂CO₃或NH₄HCO₃中任何一种。

6.如权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于其中所述的步骤(3)中的还原性溶液为水合肼、硼氢化钠、低价金属/非金属化合物或亚硫酸盐溶液。