[发明专利]基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料制备方法

权利要求书

1.一种基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)将过渡金属元素化合物、沉淀剂和添加剂充分混合配成过渡金属离子浓度为0.01M～10M的混合溶液，所述沉淀剂的用量比与所述过渡金属元素化合物完全反应所需用量过量10％～200％，所述添加剂的用量为三者总质量的10％～50％；将该混合溶液置于反应釜中于80℃～200℃进行水热反应，反应时间为2h～48h，然后对沉淀物进行洗涤、干燥，得到过渡金属碳酸盐前驱体；

其中，所述的过渡金属元素化合物为Ni、Co和Mn的化合物中的一种或多种，所述的沉淀剂为在加热条件下能释放碳酸根离子的化合物，所述的添加剂为表面活性剂；

(2)将制得的过渡金属碳酸盐前驱体与符合化学计量比例的锂化合物充分混合后置于空气气氛炉中进行热处理得到所需的基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料；

其中，所述的热处理包括三个阶段，第一段温度为室温至550℃，第二段温度为750～1000℃，第三段温度为500～800℃；

其中，所述的锂化合物为锂的氢氧化物、氧化物、硫酸盐、碳酸盐或硝酸盐；

该锂离子电池的化学通式为Li_xMO_δ；其中，1≤x≤1.33；0＜δ≤10；M＝Ni_αCo_βMn_γ，并且0≤α≤1、0≤β≤1、0≤γ≤1、且α、β、γ不同时为零。

2.根据权利要求1所述的该种基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于所述的沉淀剂为尿素或六次甲基四胺。

3.根据权利要求1所述的基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于所述的添加剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或二乙醇胺。

4.根据权利要求1所述的该种基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于所述过渡金属碳酸盐前驱体与所述锂化合物的混合方法为机械研磨、搅拌研磨、旋转搅拌、振动球磨、高能干法球磨和高能湿法球磨中的一种或几种；

5.根据权利要求1所述的该种基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述反应产物的干燥方法为真空蒸发、旋转蒸发、喷雾干燥和冷冻干燥中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的该种基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的热处理为微波加热或者是微波与电阻式加热相互结合的方式，并且，所述微波加热的恒温烧结时间为10分钟～4小时，所述电阻式加热恒温烧结时间为1小时20小时。 

7.根据权利要求1所述的该种基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述过渡金属碳酸盐前驱体与所述的锂化合物混合前先将所述的过渡金属碳酸盐前驱体在空气气氛炉中热处理生成过渡金属氧化物后，再与所述的锂化合物混合。

8.根据权利要求1所述的该种基于过渡金属碳酸盐前驱体的锂离子电池正极材料的制备方法其特征在于所述的过渡金属化合物为所述过渡金属的氢氧化物、氧化物、硫酸盐、碳酸盐或硝酸盐。