[发明专利]一种锂离子二次电池正极粉末材料的诱导结晶合成方法

权利要求书

1.一种锂离子二次电池用正极粉末材料的诱导结晶合成方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按金属元素原子比n_Li∶(n_Mn+n_M)＝0.40～0.75，将含锂化合物、含锰化合物、含掺杂元素的化合物或熔点在860℃以下的固体物质中的一种或几种作为晶体生长的原料，加入固体粉末作为结晶基体；所述固体粉末的特征为主体具有Li_1+xMn_2-y-zM_zO_3-δ的组成通式，其中M为掺杂元素，-1≤x≤1；-1≤y≤2；y-x≤1；0≤z≤0.75；-0.5≤δ≤0.5，δ由金属离子的价态确定以保持电中性；

(2)将上述物质进行均匀混合或结合，得到粉末原料；

(3)在含氧气氛中，以600～1100℃的高温下煅烧至少一次后，得到终产物即主体为尖晶石结构的锂离子二次电池用正极粉末材料。

2.根据权利要求1所述一种锂离子二次电池用正极粉末材料的诱导结晶合成方法，其特征在于所述步骤(1)中含锂化合物为LiBO₂·2H₂O、LiOH·H₂O、Li₂CO₃、LiHCO₃、Li₂B₄O₇·5H₂O、Li₂SO₄·H₂O、Li₂SiO₃、LiCl·H₂O、LiF、LiBr·H₂O、LiNO₃、甲酸锂、乙酸锂、草酸锂、乙二酸氢锂、水杨酸锂、酒石酸锂、酸式酒石酸锂、或柠檬酸锂中的至少一种；

所述步骤(1)中含锰化合物为MnOOH、Mn(OH)₂、MnO₂、MnCO₃、Mn₂O₃、Mn₃O₄、MnCl₂·4H₂O、MnF₂、MnBr₂·4H₂O、MnI₂·4H₂O、Mn(NO₃)₂·6H₂O、MnSO₄·4H₂O、草酸锰、甲酸锰、乙酸锰或柠檬酸锰中的至少一种；

所述步骤(1)中的掺杂元素为Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Mo、W、Ni、Cu、Zn、Ba、Bi、Zr、Y、Sr、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Ag、Pb、Ta、Hf、Re、Os、Ir、Au中的至少一种；

所述步骤(1)中熔点在860℃以下的固体物质为H₃BO₃、B₂O₃、Li₂MoO₄、Li₂WO₄、Bi₂O₃中至少一种。

3.根据权利要求1所述一种锂离子二次电池用正极粉末材料的诱导结晶合成方法，其特征在于所述步骤(1)中的含掺杂元素的化合物为氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碱式碳酸盐、卤化物、亚硫酸盐、硝酸盐、草酸盐、甲酸盐、乙酸盐、水杨酸盐或柠檬酸盐中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种锂离子二次电池用正极粉末材料的诱导结晶合成方法，其特征在于所述步骤(1)中固体粉末的特征为：主体属于Li-Mn-O三元相图中MnO-Li₂MnO₃-MnO₂-MnO区域中；主体结构属于立方、四方或正交晶系中的至少一种；固体粉末的中粒径(D50)为0.1～15μm。