[发明专利]一种高能量密度的锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高能量密度的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的高能量密度的锂离子电池正极材料为多层复合结构，化学通式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂/yLiNi_0.5Mn_1.5O₄，其中，0.2<x<0.7，0<y<1，M是选自金属Ni、Co、Mn、Al中的一种或多种；

所述的高能量密度的锂离子电池正极材料的制备方法包括以下步骤：

(1)按照xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂的分子式，选择相应的可溶的金属盐，配置Mn:M摩尔比为x:(1-x)的混合盐溶液A；

(2)按照LiNi_0.5Mn_1.5O₄的分子式，称取镍、锰离子摩尔比为1:3的可溶性盐并将其配置成混合溶液B；

(3)将氢氧化钠或碳酸钠的盐溶液配成碱性溶液C；

(4)将溶液A和溶液C并流加入到含有去离子水的反应釜中进行共沉淀，并流加入5～60min后，改为溶液B和溶液C并流加入到反应釜中进行共沉淀，并流加入一定时间后，再改为溶液A和溶液C并流加入到反应釜中进行共沉淀，如此重复不少于3次进行共沉淀反应；且在共沉淀过程中，控制底液中的pH值在8-12之间；

(5)将步骤(4)共沉淀合成的前驱体与锂源混合，经在空气的气氛下烧结得到高能量密度的锂离子电池正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂/yLiNi_0.5Mn_1.5O₄。

2.如权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)和(2)中的镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、醋酸镍中的一种，钴盐为氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴 可溶性钴盐中的一种，锰盐为氯化锰、硝酸锰、硫酸锰、醋酸锰中的一种，铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种。

3.如权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的碱溶液C中含有络合剂。

4.如权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述的烧结是先在400-600℃下预烧2-6h，再在800-1000℃下煅烧8-16h。

5.如权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述的锂盐为碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、卤化锂、氢氧化锂中的一种或多种。

6.如权利要求3所述的高能量密度的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：当碱溶液C为氢氧化钠，共沉淀过程中应该使用惰性气体保护。