[发明专利]锂镍锰氧材料前驱体及制备方法、锂镍锰氧材料及制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种锂镍锰氧材料前驱体，其特征在于，其分子式为Ni_0.5Mn_1.5（OH）₄；且由三层构成，其中： 

前驱体内层为镍含量小于1/4，锰含量大于3/4的二元材料，所述前驱体内层的分子式为Ni_(0.5-x)Mn_(1.5+x)（OH）₄，0<x<0.5; 

前驱体外层为镍含量大于1/4，锰含量小于3/4的二元材料，所述前驱体外层的分子式为Ni_(0.5+y)Mn_(1.5-y)（OH）₄，0<y<1.5; 

所述前驱体内层与所述前驱体外层之间的前驱体中间层为所述前驱体内层和所述前驱体外层之间的浓度梯度复合材料。 

2.一种制备权利要求1所述的锂镍锰氧材料前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）配置镍盐和锰盐的混合溶液得到镍和锰的二元盐溶液A，其中，镍和锰的摩尔比为（0.5-x）∶（1.5+x），以一定速率向反应釜中注入所述镍和锰的二元盐溶液A，同时注入碱溶液，调节碱溶液的流速保持混合溶液的pH值为10~12，制得Ni_(0.5-x)Mn_(1.5+x)（OH）₄，形成所述前驱体内层，其中，0<x<0.5； 

（2）在下述向反应釜中注入所述镍和锰的二元盐溶液A和镍和锰的二元盐溶液B过程中，调节注入的碱溶液的流速保持混合溶液的pH值为10~12； 

配置镍盐和锰盐的混合溶液得到镍和锰的二元盐溶液B，其中，镍和锰的摩尔比为（0.5+y）∶（1.5-y），以递减速率向反应釜中注入所述镍和锰的二元盐溶液A，与此同时，以递增速率向反应釜中注入所述镍和锰的二元溶液B，制得所述的前驱体中间层，其中，0<y<1.5； 

（3）当所述镍和锰的二元盐溶液A注入速度降至零后，以一定速率继续向反应釜中注入所述镍和锰的二元盐溶液B，同时注入碱溶液，调节碱溶液的流速保持混合溶液的pH值为10~12，制得Ni_(0.5+y)Mn_(1.5-y)（OH）₄，形成所述前驱体外层，其中，0<y<1.5； 

（4）将反应釜中的固液混合物通过离心过滤、洗涤、干燥得到沉淀固体，其分子式为Ni_0.5Mn_1.5（OH）₄。 

3.根据权利要求2所述的制备锂镍锰氧材料前驱体的方法，其特征在于，注入到所述反应釜内的所述镍和锰的二元盐溶液A与所述镍和锰的二元盐溶液B的总体积比为（1∶10）~（10∶1）。 

4.根据权利要求2所述的制备锂镍锰氧材料前驱体的方法，其特征在于，注入到所述反应釜内的所述镍和锰的二元盐溶液A中的镍与锰的总摩尔浓度与所述镍和锰的二元盐溶液B中的镍和锰的总摩尔浓度的比为（1∶4）~（4∶1）。 

5.根据权利要求2所述的制备锂镍锰氧材料前驱体的方法，其特征在于，所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或几种； 

和/或所述锰盐为硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的一种或几种。 

6.一种LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料，其特征在于，其是由权利要求1所述的锂镍锰氧材料前驱体制备的。 

7.一种LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料的制备方法，其特征在于，将锂盐与权利要求1所述的锂镍锰氧材料前驱体Ni_0.5Mn_1.5（OH）₄按照摩尔比Li∶Ni∶Mn=（1.02~1.05）∶0.5∶1.5混合，在空气气氛下，灼烧制备得到锂镍锰氧正极材料。 

8.根据权利要求7所述的LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料的制备方法，其特征在于，所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂、氧化锂中的一种或几种。