[发明专利]一种锂/钠离子电池镍锰基前驱体及单晶层状正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种由板状一次晶粒组装的镍锰基小粒径前驱体二次颗粒的制备方法，其特征是，该制备方法包括以下步骤：

首先以氨水和有机酸和/或有机酸盐组成双络合剂体系，提高Mn²⁺与络合剂结合能力，降低溶液中游离Mn²⁺溶度和溶液过饱和度，通过共沉淀反应制备由板状一次晶粒组装的小粒径二次颗粒氢氧化物前驱体[Ni_1-xMn_x](OH)₂，0.9≥x≥0.1。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，有机酸和/或有机酸盐是乙二胺四乙酸、草酸、柠檬酸、水杨酸、酒石酸及其对应钠盐和钾盐中的一种或多种的混合。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述双络合剂体系中，氨水与有机酸和/或有机酸盐的摩尔比是0.01-100：1；

优选的，氨水与有机酸和/或有机酸盐的摩尔比是5-20:1。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述共沉淀反应是氢氧化物共沉淀反应路线。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述小粒径二次颗粒氢氧化物前驱体的特征是8μm≥D₅₀≥1μm。

6.一种锂/钠离子电池单晶镍锰基层状正极材料的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

将权利要求1～5中任一项所述的方法制备的氢氧化物前驱体[Ni_1-xMn_x](OH)₂与化学计量比钠源或锂源混合均匀，由于板状一次晶粒间具有高比例的接触面积，因此高温固相反应中会发生板状一次晶粒间融合与生长，以降低晶粒表面自由能和体系总能量，最终形成单晶镍锰基层状氧化物正极材料，正极材料的结构通式为Na_y[Ni_1-xMn_x]O₂(0.9≥x≥0.1，1≥y≥0.5)或Li_1+z[Ni_1-xMn_x]_1-zO₂(0.9≥x≥0.1，0.2≥z≥0)。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征是，所述钠源是碳酸钠、氢氧化钠、氟化钠、醋酸钠和草酸钠中的一种或多种；所述锂源是碳酸锂、氢氧化锂、氟化锂、醋酸锂和草酸锂中的一种或多种。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征是，高温固相反应的条件为700-1100℃下煅烧2-18h；

优选的，高温烧结的条件为800-1000℃下煅烧8-12h；

优选的，高温固相反应时，气氛为空气或氧气；

优选的，高温固相反应时，物料的升温速率为4-6℃/min；

所述层状氧化物正极材料的层状结构包括P2相、P3相、O2相和O3相中的一种或多种复合。

9.一种通过权利要求6～8中任一项所述的方法制备获得的锂或钠离子电池单晶镍锰基层状正极材料。

10.一种以权利要求9所述的单晶镍锰基层状材料为正极的锂或钠离子电池。