[发明专利]一种锂离子电池高容量正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池高容量正极材料，其特征是：镍锰钴锂氧化物为富锂型层状结构，具有三维管状有序结构，化学分子式为：xLi₂MnO₃·(1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₂，其中0＜x＜1。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池高容量正极材料的制备方法，其特征在于采用模板技术制备，包括以下步骤：

(1)将模板材料均匀分散于水溶液中形成悬浊液；

(2)采用镍、锰、钴、锂的可溶性盐为原料，按正极材料镍锰钴锂氧化物组分中镍、锰、钴、锂的比例配制成镍锰钴锂盐的混合溶液；

(3)配制一定摩尔量的螯合剂，螯合剂与镍离子+钴离子+锰离子+锂离子总和的摩尔比为0.5～2.5；

(4)将步骤(1)的悬浊液和步骤(2)配制的混合溶液同时均匀连续加入到反应器中，搅拌0.2～3小时；

(5)将步骤(3)配制的混合溶液均匀滴加到步骤(4)所制备出的混合悬浊溶液，用氨水将溶液的pH值调节为9～11，搅拌反应温度为40～90℃，搅拌速度为1500～3000rpm，在此条件下搅拌至形成凝胶；

(6)凝胶经干燥后，在350～650℃下煅烧2～8小时；冷却后研磨，在600～1000℃下煅烧5～16小时，冷却研磨后过200目筛，得到最终产物。

3.如权利要求1的一种锂离子电池高容量正极材料，其特征在于电极材料的纳米线直径为20nm～700nm。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于使用的模板材料为丝瓜瓤、橡木炭、藤茎炭、灯芯草、竹炭、蛋白质膜、高粱杆或玉米杆芯。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的螯合剂是柠檬酸、聚乙烯醇400、聚乙二醇、蔗糖或淀粉。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的镍盐是乙酸镍、硝酸镍或草酸镍。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的锰盐是乙酸锰、硝酸锰或草酸锰。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的钴盐是乙酸钴、硝酸钴或草酸钴。

9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的锂盐是乙酸锂、硝酸锂、草酸锂、甲酸锂、亚硝酸锂或柠檬酸锂。