[发明专利]一种锂锰铝氧正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂锰铝氧正极材料，具有式(I)所示的原子比组成：

Li_aMn_2-x-yAl_xM_yO₄

式(I)，

其中，0.8≤a≤1.3，0.001＜x≤0.5，0≤y≤0.2；

M为Li、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Pd、Ce、Nd和Dy中的一种或多种；Al的浓度从锂锰铝氧正极材料的内部向表面呈逐渐升高的梯度分布，Mn的浓度从锂锰铝氧正极材料的内部向表面呈逐渐降低的梯度分布。

2.根据权利要求1所述的锂锰铝氧正极材料，其特征在于，0.1≤x≤0.2。

3.根据权利要求1所述的锂锰铝氧正极材料，其特征在于，所述锂锰铝氧正极材料为粒径在0.5μm～15μm的一次粒子构成的粒径为3μm～100μm的二次类球形颗粒。

4.一种锂锰铝氧正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将锰源化合物、M源化合物与第一溶剂混合，得到第一溶液或第一悬浊液，M为Li、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Pd、Ce、Nd和Dy中的一种或多种；

将铝源化合物与第二溶剂混合，得到第二溶液或第二悬浊液；

向所述第一溶液或第一悬浊液中加入沉淀剂进行沉淀，在沉淀过程中加入所述第二溶液或第二悬浊液，逐渐增加第二溶液或第二悬浊液的加入量，搅拌后形成铝元素呈梯度分布的沉淀物，烘干后得到前驱体，所述沉淀剂为碱金属的氢氧化物溶液、碱金属的碳酸盐溶液或碱金属的碳酸氢盐溶液；

将所述前驱体与锂源化合物混合、焙烧，研磨后得到固体粉末；

将所述固体粉末进行退火处理，得到锂离子电池正极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述锰源化合物为硫酸锰、碳酸锰、硝酸锰、氯化锰、草酸锰、二氧化锰、三氧化二锰和四氧化三锰中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂与第二溶剂分别为水、甲醇、乙醇和丙酮中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铝源化合物为硫酸铝、碳酸铝、硝酸铝、氯化铝、氧化铝和氢氧化铝中的一种或多种。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述锂源化合物为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、草酸锂、氯化锂和氟化锂中的一种或多种。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为700℃～1200℃。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述退火温度为400℃～900℃。