[发明专利]一种表面包覆型固溶体正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种表面包覆型固溶体正极材料，其特征在于：所述正极材料由xLi₂MnO₃·1-xLiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂和Li_zA_0.5Mn_1.5O_y组成，Li_zA_0.5Mn_1.5O_y包覆在xLi₂MnO₃·1-xLiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂表面，包覆量占整个正极材料的质量的1-20％，其中0<x<1,0≤a≤1,0≤b≤1，a+b≤1；0<z<1，y是化合物在烧结过程中自然形成的；金属A为Ni、Co、Ti、Cr或Al，0<z<1。

2.如权利要求1所述的一种表面包覆型固溶体正极材料，其特征在于：所述包覆量占整个正极材料的质量的5-15％。

3.如权利要求1所述的一种表面包覆型固溶体正极材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

按照Li_zA_0.5Mn_1.5O_y的化学计量比称取锂盐、金属A盐、锰盐；按照化学计量比过量20％的量称取有机螯合剂，将锂盐、金属A盐、锰盐和有机螯合剂溶于水溶液中，并在50-90℃下搅拌成溶胶；把适当比例的富锂固溶体正极材料xLi₂MnO₃·1-xLiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂粉末分散于溶胶中，蒸发溶剂成凝胶；最后将凝胶干燥后再在500-800℃的空气气氛中煅烧1-12h，冷却后得到Li_zA_0.5Mn_1.5O_y包覆的富锂固溶体正极材料xLi₂MnO₃·1-xLiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂。

4.如权利要求3所述的一种表面包覆型固溶体正极材料的制备方法，其特征在于所述xLi₂MnO₃·1-xLiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂的制备方法如下：采用超声外场辅助共沉淀法制备富锂固溶体正极材料xLi₂MnO₃·1-xLiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂，0<x<1,0≤a≤1,0≤b≤1，a+b≤1；按照化学计量比称取镍盐，钴盐和锰盐以及沉淀剂，配制成一定浓度的溶液，通过超声外场辅助共沉淀法，控制合适的温度和pH值，制备前驱体；然后和按化学计量比称取的锂盐混合，经过机械活化1-12h，在400-600℃下焙烧1-12h，再在750-900℃下焙烧8-24h；最后冷却得到富锂固溶体正极材料xLi₂MnO₃·1-xLiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂。

5.如权利要求4所述的一种表面包覆型固溶体正极材料的制备方法，其特征在于：镍盐为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍或醋酸镍，钴盐为硫酸钴、氯化钴、硝酸钴或醋酸钴，锰盐为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰或醋酸锰，沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾；锂盐为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂或醋酸锂；分别配置镍盐、钴盐、锰盐和沉淀剂的溶液浓度为0.1-1mol/L，共沉淀的温度为50-90℃，pH值为7.0-13.0。

6.如权利要求3所述的一种表面包覆型固溶体正极材料的制备方法，其特征在于：所述A盐为硫酸盐、硝酸盐或醋酸盐；锰盐为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰或醋酸锰，锂盐为氢氧化锂，碳酸锂，硝酸锂或醋酸锂，有机螯合剂为草酸，柠檬酸或乙二醇。