[发明专利]锂镍锰氧正极材料及其前驱体及制备方法

权利要求书

1.一种锂镍锰氧正极材料前驱体镍锰碳酸盐的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备原料：使用纯水配制镍锰混合溶液，控制镍锰混合溶液中镍、锰元素的摩尔比为0.2～1，且镍、锰元素的总质量浓度为20g/L～200g/L；配制浓度为0.5mol/L～2mol/L的碳酸盐溶液；

（2）搅拌反应：以反应釜中的纯水为底液，控制底液温度为40℃～60℃，在搅拌底液的条件下缓慢泵入上述配制的碳酸盐溶液，控制泵入流量使混合后底液的pH值达到8.0～9.5并稳定；再将上述配制的镍锰混合溶液与碳酸盐溶液并流泵入反应釜中，控制碳酸盐溶液流量使pH值继续保持稳定；在搅拌条件下，反应釜中生成的反应物浆料自反应釜上部溢流口连续流出，经输送管路进入陈化洗涤釜；再经纯水洗涤后低温真空干燥，得到球形镍锰碳酸盐颗粒。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述镍锰混合溶液中添加有络合剂，所述络合剂为氨水、铵盐、乙二胺四乙酸盐、柠檬酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳酸盐溶液为碳酸钠溶液或碳酸氢铵溶液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述镍锰混合溶液中还添加有Al、Cr、Co、Ti、Ca、Mg以及稀土金属元素中至少一种金属元素的易溶性盐，其添加量为镍锰混合溶液中镍锰元素总质量的0.01%～5%。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述搅拌反应过程中，通过调整反应釜中反应体系的搅拌速度、pH值、镍锰混合溶液浓度或者泵入流量，进而控制反应物浆料中晶核数量，从而获得不同粒径尺寸的球形镍锰碳酸盐颗粒。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述搅拌反应过程中，搅拌转速持续控制在150r/min～300r/min；所述镍锰混合溶液的流量大小控制在以保证镍锰元素在反应釜中的停留时间为2h～10h为目标；镍锰混合溶液的添加流量为反应釜容积为V×（1.5～3.5），其中V的量纲为m³，添加流量的量纲为L/min。

7.一种锂镍锰氧正极材料前驱体镍锰氧化物的制备方法，包括以下步骤：

将权利要求1～6中任一项所述制备方法制得的球形镍锰碳酸盐颗粒置于真空炉中，于800℃～1100℃条件下真空煅烧4h～16h，使碳酸根充分分解，得到球形镍锰氧化物颗粒。

8.一种如权利要求7所述制备方法制得的锂镍锰氧正极材料前驱体镍锰氧化物，其特征在于：所述镍锰氧化物的粒度为5μm～15μm，所述镍锰氧化物的振实密度为2.0g/cm³～2.8g/cm³。

9.一种锂镍锰氧正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将权利要求7所述制备方法制得的粒度为5μm～15μm、振实密度为2.0g/cm³～2.8g/cm³的球形镍锰氧化物颗粒与锂源进行混料，所述锂源取电池级氢氧化锂、硝酸锂、碳酸锂中的至少一种，再将混和料置入煅烧炉，在通氧条件下以400℃～960℃煅烧10h～24h，煅烧结束后得到锂镍锰氧正极材料。

10.一种如权利要求9所述制备方法制得的锂镍锰氧正极材料，其特征在于：所述锂镍锰氧正极材料的粒度为5μm～15μm，所述锂镍锰氧正极材料的振实密度为2.2g/cm³～3.0g/cm³。