[发明专利]部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法

权利要求书

1.部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于制备过程由以下步骤组成：

(1)按照锂离子、镍离子、锰离子、钴离子的摩尔比为 (1.1+0.9·x) : (1-x)·y : (x+z-x·z) : (1-x) ·k分别称取锂的化合物、镍的化合物、锰的化合物和钴的化合物；按照下列摩尔取值范围称取有机弱酸：(x+z-x·z)≤ 有机弱酸摩尔数≤x+(1-x)·(z+y+k);所述的x、y、z和k的取值范围同时满足以下计算式和取值范围：2·y+4·z+3·k-2.9=0， 0.25≤x≤0.70, 0.05≤y≤0.7, 0.175≤z≤0.625, 0.05≤k≤0.30；

(2) 按照步骤（1）所述的摩尔比，将称取的镍的化合物、锰的化合物和钴的化合物混合，加入固体总体积的1/10倍至8倍体积的湿磨介质，再加入有机弱酸，湿磨混合3小时～15小时，再加入锂的化合物，湿磨混合3小时～15小时，制得前驱物1；将前驱物1用真空干燥或喷雾干燥的方法制备干燥的前驱物2；将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中,采用两段烧结法制备组成为xLi₂MnO₃·(1-x)Li[Li_0.1Ni_yMn_zCo_k]O₂的富锂固溶体正极材料；

所述的两段烧结法如下进行: 将干燥的前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中，在300℃～550℃温度区间的任一温度烧结3小时～15小时,接着置于另一烧结炉中，在空气、富氧气体或纯氧气氛中于800℃～1050℃温度区间的任一温度烧结3小时～24小时,制备富锂固溶体正极材料。

2.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的有机弱酸为二氯乙酸、氨基乙酸、一氯乙酸、乳酸、甲酸、乙酸、苹果酸或葡萄糖酸。

3.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的镍的化合物为碳酸镍或碱式碳酸镍，或碳酸镍与碱式碳酸镍的任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的锰的化合物为碳酸锰或碱式碳酸锰，或碳酸锰与碱式碳酸锰的任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的钴的化合物为碳酸钴、草酸钴或碱式碳酸钴，或碳酸钴与碱式碳酸钴的任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的真空干燥是在80℃～280℃温度区间的任一温度，将前驱物1在介于10Pa ～ 10132Pa压力区间的任一压力真空干燥，制备前驱物2。

7.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的喷雾干燥法是在110℃～280℃温度区间的任一温度，采用喷雾干燥机制备干燥的前驱物2。

8.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的湿磨介质为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮、甲醇或甲醛；所述的富氧气体是氧气体积含量大于21%且小于100%之间的气体。

9.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的湿磨设备包括普通球磨机、超能球磨机或湿磨机。

10.根据权利要求1所述的部分溶解法制备锂镍锰钴体系富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于所述的锂的化合物为碳酸锂、氢氧化锂或碱式碳酸锂，或其任意比例的混合物。