[发明专利]一种改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，改性富锂镍锰酸锂材料包括基体材料与包覆层材料；所述基体材料为富锂镍锰酸锂体系正极材料；所述包覆层材料为硅酸锂的金属衍生物快离子导体；所述包覆层质量占基体材料质量的0.5~5%；

所述方法制备步骤为：

步骤（1）通过常规共沉淀反应釜制备镍锰氢氧化物前驱体；

步骤（2）将步骤（1）所述镍锰氢氧化物前驱体高温干燥后，与锂源按摩尔计量比为1:1.1~1:2，经斜式混料机混合均匀后，进行两步煅烧，研磨后过筛，得到富锂镍锰酸锂正极材料；

步骤（3）将步骤（2）所述富锂镍锰酸锂正极材料均匀分散在有机溶剂中，然后同时加入硅源、锂源、金属源及螯合剂，持续超声搅拌进行凝胶包覆，得到复合物材料，即包覆有湿凝胶的富锂镍锰酸锂材料；将所述复合物材料干燥后进行高温煅烧，得到包覆有硅酸锂的金属衍生物快离子导体的富锂镍锰酸锂材料。

2.根据权利要求1所述的改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂镍锰酸锂材料的化学式为Li_xNi_0.5Mn_1.5O₄，x=1.1~2。

3.根据权利要求1所述的改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、乙酸锂、硝酸锂、硫酸锂、草酸锂、磷酸锂、氯化锂中的一种或几种；所述镍锰氢氧化物前驱与锂源的摩尔计量比为1:1.1~1:2。

4.根据权利要求1所述的改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述两步煅烧过程中，第一步煅烧温度为450~600℃，煅烧后需对材料进行研磨；第二步煅烧温度为650~850℃，升降温速率为1~5℃/min，煅烧保温时间为10~15h。

5.根据权利要求1所述的改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中研磨后过筛使用的是300目、600目的标准筛，进行梯次过筛，取300~600目区间的材料作为后续基体材料。

6.根据权利要求1所述的改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述有机溶剂为无水乙醇，有机溶剂中分散基体材料过程及包覆过程均为超声搅拌同时进行，所述的超声功率为70~100Hz，所述的搅拌转速为150rpm~800rpm，所述的包覆过程中实验温度为50~80℃。

7.根据权利要求1所述的改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述硅源为正硅酸乙酯，硅酸铵中的一种或两种；所述锂源为硝酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、乙酸锂、硫酸锂、草酸锂、磷酸锂、氯化锂中的一种或几种；所述金属源为铝、锌、钽、铬金属盐中的一种和几种，如硝酸铝、硝酸锌、硝酸钽酰、硝酸铬等；所述螯合剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸、葡萄糖酸、酒石酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的改性富锂镍锰酸锂体系正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的高温烧结过程，煅烧温度为700~850℃，升温速率为1~5℃/min，煅烧保温时间为6~9h。