[发明专利]一种高电压锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料由通式LiNi_0.5-xMn_1.5-yM_x+yO₄ 表示，该通式中，M为其它过渡族金属元素，0≤x≤0.1， 0≤y≤0.1。

2.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，所述通式中，M为Ti、Zn、Cr、Fe、Zr、Co、Mg、Cu或Ru中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料为形貌规则、均匀球形的颗粒，具有纯相尖晶石结构。

4.一种权利要求1-3任一项所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1) 将可溶性锰化合物、镍化合物以及其它过渡族金属化合物按照化学计量比称取，并配制成水溶液A；

2)将上述配制的水溶液A在水浴中加热到50-90℃，并用溶液X调节水溶液A的pH值为5-9；

3) 配制草酸铵溶液B；

4) 保持水溶液A恒温在50-90℃并于300-400转/分钟下匀速搅拌，同时缓慢向水溶液A中滴加上述草酸铵溶液B，至出现浑浊时快速加入草酸铵溶液B；至沉淀完成后，补加5-20%按化学计量比计的草酸铵溶液以确保沉淀完全；

5) 将步骤4)所得溶液于50-90℃、300-400转/分钟下恒温、匀速搅拌0.5-2小时，确保沉淀完成和沉淀结晶；

6) 将步骤5)所得溶液自然冷却至室温，过滤得沉淀物C；

7) 将沉淀C与饱和可溶性锂化合物溶液充分混合，并在密闭体系中于90-120℃下放置1-3小时；再将该混合物于40-60℃、50-200转/分钟下恒温、匀速搅拌并减压蒸干得固体粉末D；

8) 将固体粉末D于400-600℃保持3-5小时，冷却研磨后，再于750-900℃保持6-12小时，随炉冷却后得到最终产品。

5.根据权利要求4所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锰化合物为氯化锰、硝酸锰、硫酸锰或乙酸锰中的一种或多种；所述镍化合物为氯化镍、硫酸镍、硝酸镍或乙酸镍中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂化合物为氢氧化锂、碳酸锂、氯化锂、草酸锂、乙酸锂、硝酸锂或硫酸锂中的一种或多种；所述溶液A为氨水、尿素、盐酸、硫酸或硝酸溶液中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述其它过渡族金属元素化合物的一般通式为M_aB_b，其中M为Ti、Zn、Cr、Fe、Zr、Co、Mg、Cu或Ru中的一种或多种；B为O^2-、OH^-、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、C₂O₄^2-、COO^2-、CO₃^2-或H₅C₆O₇^3-中的一种或多种。

8.根据权利要求4所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述水溶液中的金属离子总浓度为0.01-5mol/L。

9.根据权利要求4所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述水浴的温度为50-90℃，pH值为5-9。

10.根据权利要求4所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述草酸铵溶液B的浓度为0.01-5mol/L。