[发明专利]一种类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法包括以下步骤：

将液态丙烯腈低聚物溶液在80~300℃下搅拌8-72小时，形成微环化的液态丙烯腈低聚物溶液；将层状镍锰酸锂粉末加入到微环化的液态丙烯腈低聚物溶液中，混合均匀；搅拌后，在80℃下蒸发完全；在220℃下，充分交联；最后在空气气氛下马弗炉中750~900℃煅烧5-40小时，得到所述类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂。

2.根据权利要求1所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述液态丙烯腈低聚物溶液与层状镍锰酸锂粉末之间的质量比为(0.01-0.8):1。

3.根据权利要求1所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述层状镍锰酸锂粉末为Li[(Ni_yMn_1-y)_1-cLi_c]O₂，其中，y的范围为0-1 ，c的范围为0-0.5。

4.根据权利要求3所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述层状镍锰酸锂粉末是采用以下方法制得：

A.用Ni(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂为前驱体，采用共沉淀法得到沉淀物后，在空气气氛干燥，得到混合过渡金属氢氧化合物前驱体[Ni_yMn_1-y](OH)₂；

B.在室温下将一定摩尔比的M_a(OH)_b、[Ni_yMn_1-y](OH)₂原料充分研磨，混合均匀；在空气气氛中进行第一次烧结、冷却、研磨后，再在马弗炉中进行第二次烧结、冷却、研磨，得到产物富锂层状化合物Li[(Ni_yMn_1-y)_1-cLi_c]O₂正极材料；

其中，所述Ni(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂之间的摩尔比为1.1-10；

所述M_a(OH)_b和[Ni_yMn_1-y](OH)₂之间的摩尔比为 (1.1-2.0):1；

所述M_a(OH)_b中M为Li、Na、K或Ca，a的范围为1-2，b的范围为1-2。

5.根据权利要求4所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述采用共沉淀法得到沉淀物的过程是将Ni(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂混合溶液加入到M_a(OH)_b溶液中得到沉淀物。

6.根据权利要求4所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述干燥过程中温度是150-300℃，时间为10-20小时。

7.根据权利要求4所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，所述第一次烧结温度是400-600℃，时间为2-6小时；第二次烧结温度是500-1200℃，时间为5-40小时。

8.根据权利要求1所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述液态丙烯腈低聚物溶液所用的溶质为液态丙烯腈低聚物，所述液态丙烯腈低聚物的相对分子量为106~100000；所用的溶剂为水、甲醇或乙醇中的一种或两种组合；所述液态丙烯腈低聚物溶液的浓度为0.1～100％。

9.一种类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂，其特征在于，所述类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂是采用如权利要求1~8任一项所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的制备方法制备得到的。

10.一种如权利要求9所述的类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂，其特征在于，将所述类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂用于制备锂离子电池正极材料。