[发明专利]一种单晶铝锰氧化物正极材料及其制备方法与应用和一种铝离子电池

权利要求书

1.一种单晶铝锰氧化物正极材料，其特征在于，所述单晶铝锰氧化物正极材料的化学式为Al_xMnO₄，其中2/3≤x2，材料的晶型为单晶，晶系为立方晶系。

2.根据权利要求1所述的单晶铝锰氧化物正极材料，其特征在于，所述单晶铝锰氧化物正极材料的平均粒径为2～15μm，比表面积为0.5～3m²/g，压实密度≥3.1g/cm³。

3.权利要求1或2所述的单晶铝锰氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将化学计量比的含锰化合物和含铝化合物分散于分散剂中，得到混合物；

2)将混合物研磨后干燥得到前驱体粉末；

3)对前驱体粉末进行两段式烧结，对冷却后的产物顺次进行粉碎、过筛、除磁，即得到单晶铝锰氧化物正极材料。

4.根据权利要求3所述的单晶铝锰氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，所述含锰化合物包含碳酸锰、一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、草酸锰和氢氧化锰中一种或几种；所述含铝化合物包含氧化铝、氢氧化铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、乙醇铝、异丙醇铝、醋酸铝、羟基草酸铝和羟基氧化铝中的一种或几种。

5.根据权利要求3或4所述的单晶铝锰氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂包含水、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙二醇、乙二醇二甲醚和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种，所述分散剂的用量为混合物的20～80wt％。

6.根据权利要求5所述的单晶铝锰氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，研磨的转速为100～400r/min，研磨的时间为0.5～6h。

7.根据权利要求3或4或6所述的单晶铝锰氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，两段式烧结具体为：以2～10℃/min的升温速率升温至250～550℃保温1～8小时，再以2～10℃/min的升温速率升温至650～1650℃烧结4～72小时。

8.根据权利要求7所述的单晶铝锰氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，粉碎为机械粉碎或气流粉碎，过筛为过200～400目筛网。

9.权利要求1或2所述的单晶铝锰氧化物正极材料在铝离子电池中的应用。

10.一种铝离子电池，其特征在于，所述铝离子电池包含正极片、负极片、隔膜和电解液，其中正极片由集流体和正极材料浆料制成，所述正极材料浆料包含质量比为80～92:3～10:5～10：67～400的单晶铝锰氧化物正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂。