[发明专利]一种高容量镍锰酸锂的制备方法

权利要求书

1.一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1) 按照摩尔比Ni:Mn:M=(23-24.5):(73-74.5):(1-4)将可溶性镍盐、锰盐和M盐混合均匀后配置成混合金属盐溶液，然后将金属盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水同时滴加到有N₂保护的反应釜内进行共沉淀反应，待粒度D50为5～7μm且无细粉及大颗粒时停止反应，经陈化，离心，干燥，过筛，除铁，得到掺杂的镍锰二元前驱体；

(2) 在空气气氛中以900-950℃焙烧3-5h，得到掺杂镍锰氧化物前驱体；

(3) 称取锂源、掺杂镍锰氧化物前驱体和G_bO_c，以去离子水为溶剂、聚醇类物质为乳化剂，在行星式球磨机中混合球磨，制成均匀浆料，然后烘干，在空气气氛中以850~900 ℃高温烧结10~16 h，经冷却、粉碎、筛分得到掺杂共包覆尖晶石镍锰酸锂正极材料；

(4) 按快离子导体W:镍锰酸锂的质量比为(0.005~0.01):1，将快离子导体W与镍锰酸锂用高速混料机进行混合，然后在空气气氛中以550~650 ℃烧结8~12 h，经冷却、粉碎、筛分得到所述高容量镍锰酸锂正极材料;

所述高容量镍锰酸锂正极材料的化学通式为x%W·[Li_1.04Ni_0.5-aMn_1.5-aM_2aO₄]·[G_bO_c]_d；其中，0.5＜x≤1，a＜0.05，b＜0.05，b和c满足G_bO_c化合价平衡，d＜0.1；G_bO_c包括La₂O₃、Y₂O₃、Cr₂O₃、TiO₂、MgO、B₂O₃、Nb₂O₅和V₂O₅中的至少一种；M选自Al、Y、Zr、Cr、Zn、Bi、La、Ti、Mg和Nb中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，金属盐溶液中金属离子浓度之和为2mol/L；氢氧化钠浓度为8mol/L。

3.如权利要求1所述的一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，锂源包括锂的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或醋酸盐中的任意一种或至少两种的组合。

4.如权利要求1所述的一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，聚醇类物质包括PEG、PVA或PPG中的任意一种或至少两种的组合。

5.如权利要求1所述的一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在行星式球磨机中混合球磨6 h，制成均匀浆料。

6.如权利要求1所述的一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，烘干的温度为120℃。

7.如权利要求1所述的一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，快离子导体W为LiNbO₃、Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_1.4Al_0.4Ti_1.6(PO₄)₃、Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂、Li₃VO₄、Li₃V₂(PO₄)₃中的任意一种或至少两种的组合。

8.如权利要求1所述的一种高容量镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）制备得到的高容量镍锰酸锂正极材料，呈亚微米结构，中粒度为6~8μm。