[发明专利]一种纳微分级结构三元正极活性材料、前驱体及其制备和应用

权利要求书

1.一种纳微分级结构三元正极活性材料前驱体的制备方法，其特征在于，将由三元正极活性材料的前体金属源、N,N-二甲基甲酰胺和甘油组成的混合溶液进行溶剂热处理，分离得到具有哑铃状形貌的三元正极活性材料前驱体；

所述的N,N-二甲基甲酰胺和甘油的体积比为3～5:1；所述的溶剂热的温度为140～200℃。

2.如权利要求1所述的纳微分级结构三元正极活性材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述的前体金属源包括能提供镍、钴和锰的金属源。

3.如权利要求2所述的纳微分级结构三元正极活性材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述的前体金属源为镍、钴和锰的硫酸盐、氯化盐、甲酸盐、乙酸盐、硝酸盐中的至少一种。

4.一种纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1～3任一项制备方法制得所述的三元正极活性材料前驱体，将所述的三元正极活性材料前驱体进行预煅烧、随后锂化烧结，即得；

预锻烧温度为400-600℃；

锂化烧结包括在400-600℃下的一段烧结以及在600-1000℃下的二段烧结。

5.如权利要求4所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，预锻烧的时间为4-8h。

6.如权利要求4所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，预锻烧阶段的气氛为空气或氧气气氛。

7.如权利要求4所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，锂化烧结过程添加的锂盐为碳酸锂或氢氧化锂中的至少一种。

8.如权利要求7所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，锂化烧结过程添加的锂盐的Li过量系数为Li/M＝1.0～1.05。

9.如权利要求1所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，一段烧结的时间为2-6h；二段烧结的时间为8-24h。

10.一种权利要求4～9任一项制备方法制得的纳微分级结构三元正极活性材料，其特征在于，具有哑铃状形貌；

其为由三元正极活性材料一级结构组装成的具有哑铃状二级形貌的材料；

所述的三元正极活性材料一级结构为三元正极活性材料的纳米棒、纳米线中的至少一种。

11.如权利要求10所述的纳微分级结构三元正极活性材料，其特征在于，所述的三元正极活性材料为镍钴锰三元活性材料。

12.如权利要求11所述的纳微分级结构三元正极活性材料，其特征在于，所述的三元正极活性材料的化学式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M＝Ni、Co、Mn；1x 0)。

13.如权利要求12所述的纳微分级结构三元正极活性材料，其特征在于，所述的三元正极活性材料的化学式为Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂。

14.一种权利要求4～9任一项制备方法制得的所述的纳微分级结构三元正极活性材料、或者权利要求10～13任一项所述的纳微分级结构三元正极活性材料的应用，其特征在于，用作锂离子电池正极活性材料。

15.如权利要求14所述的应用，其特征在于，将其用于制备锂离子电池正极材料。

16.如权利要求15所述的应用，其特征在于，将其用于制备锂离子电池正极。