[发明专利]一种电池电极材料的制备方法及电池电极材料

权利要求书

1.一种电池电极材料的制备方法，其特征在于：包括将锂源或钠源，与过渡金属前驱体混合，并加入极性小分子溶剂，获得前驱体混合溶液；将前驱体混合溶液放置于微波透过材料或微波弱吸收材料制备的容器中，采用微波加热；利用微波直接作用于前驱体混合溶液，加速极性小分子复合的锂离子或钠离子的脱溶剂过程和锂离子或钠离子的插入过程，从而在低温下快速反应生成所述电池电极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述极性小分子溶剂包括但不限于水和/或乙醇。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述前驱体混合溶液中，锂源或钠源，与过渡金属前驱体的摩尔比为，锂源或钠源:过渡金属前驱体＝1～10:1；其中锂源的摩尔量以锂源中锂元素的摩尔量计，钠源的摩尔量以钠源中钠元素的摩尔量计，过渡金属前驱体的摩尔量以所有过渡金属的摩尔量之和计。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述锂源包括但不仅限于碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、醋酸锂和草酸锂中的至少一种；

优选的，所述钠源包括但不仅限于碳酸钠、氢氧化钠、硝酸钠、醋酸钠和草酸钠中的至少一种；

优选的，所述过渡金属前驱体包括但不仅限于镍、钴、锰、铁和钛中的至少一种的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或草酸盐。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述容器为耐压极限大于1MPa的耐压容器；

优选的，所述容器由玻璃、陶瓷和高分子材料中的至少一种制备而成；

优选的，所述玻璃为石英玻璃，所述陶瓷为刚玉，所述高分子材料为聚四氟乙烯；

优选的，所述微波加热采用家用微波炉或实验用的微波反应器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于：还包括在所述前驱体混合溶液中添加氧化剂，再放置于容器中进行微波反应；

优选的，所述氧化剂选自高氯酸盐、次氯酸盐、硝酸盐、硫代硫酸盐、双氧水和无机过氧化物中的至少一种；

优选的，所述高氯酸盐为高氯酸锂、高氯酸钠和高氯酸钾中的至少一种；

优选的，所述次氯酸盐为次氯酸钠和/或次氯酸钾；

优选的，所述硝酸盐为硝酸铵；

优选的，所述硫代硫酸盐为硫代硫酸铵；

优选的，所述无机过氧化物为过氧化钠、过氧化钾和过氧化镁中的至少一种；

优选的，所述氧化剂的用量为所述过渡金属前驱体重量的1-20％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制备的锂离子电池电极材料。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池电极材料，其特征在于：所述锂离子电池电极材料包括但不限于LiCoO₂、LiNi_xCo_yMn_zO₂、Li_1.2(Mn/Co/Ni)_0.8O₂、LiMn₂O₄、LiMn_2-x’Fe_x’O₄和Li₄Ti₅O₁₂；

其中，LiNi_xCo_yMn_zO₂中x+y+z＝1，LiMn_2-x’Fe_x’O₄中x’≤1。

9.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制备的钠离子电池电极材料。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池电极材料，其特征在于：所述锂离子电池电极材料包括但不限于Na_x”(Ni/Co/Mn)O₂、Na_x”(Mn/Fe)O₂，其中，x”≤1。