[发明专利]一种锂离子电池富锂锰正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池富锂锰正极材料，其特征在于，所述富锂锰正极材料的化学式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_0.5-a/2Mn_0.5-a/2Fe_aO₂，其中，0.1≤x≤0.9，0.002≤a≤0.08；所述富锂锰正极材料的累计粒径分布百分数达到50％时所对应的粒径为0.1～0.8μm。

2.根据权利要求1所述的富锂锰正极材料，其特征在于，所述富锂锰正极材料的比表面积为0.8～2.0m²/g，振实密度为1.8～2.3g/cm³。

3.一种锂离子电池富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤(1)，按照xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_0.5-a/2Mn_0.5-a/2Fe_aO₂的化学计量比将锂盐、镍盐、铁盐以及锰盐溶于水中得到金属离子水溶液，所述金属离子水溶液中金属离子总浓度为0.2～3mol/L；

步骤(2)，将螯合剂加入所述金属离子水溶液中，搅拌分散均匀；所述螯合剂的物质的量和所述金属离子总物质的量的比为1～1.2:1；

步骤(3)，用喷雾干燥机对步骤(2)所得混合溶液进行干燥，得到所述富锂锰正极材料的前驱体材料；所述喷雾干燥机的进风温度为180～220℃，所述所述喷雾干燥机的出风温度为100～120℃；

步骤(4)，将步骤(3)所得前驱体材料压实后在空气气氛中煅烧；煅烧条件为：首先以0.5～10℃/min的速度升温至350～500℃后保温3～15h，然后再以1～10℃/min的速度升温至650～900℃后保温5～24h；冷却至室温后即得所述富锂锰正极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述喷雾干燥机的进风温度为180～210℃，所述喷雾干燥机的出风温度为100～110℃。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的煅烧条件为：首先以2～6℃/min的速度升温至350～450℃后保温3～10h，然后再以1～6℃/min的速度升温至750～900℃后保温5～15h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述锂盐选自氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂以及氯化锂中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述锰盐选自硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰以及氯化锰中至少一种。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述铁盐选自硫酸铁、硝酸铁以及氯化铁中至少一种。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述镍盐选自硫酸镍、硝酸镍、氯化镍以及醋酸镍中的至少一种。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述螯合剂选自柠檬酸、乙醇酸、三乙醇胺、丙烯酸、脂肪酸以及草酸中的至少一种。