[发明专利]一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法

权利要求书

1.一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)锰盐、镍盐材料的的准备：将锰盐、镍盐材料按Mn:Ni摩尔比为3:1进行配料混合；其中，所述锰盐材料为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰中的一种或几种；所述镍盐材料为硫酸镍、氯化镍、硫酸镍中的一种或几种；

(2)溶胶凝胶法制备镍锰前驱体：将步骤(1)所得的混合物加入螯合剂中，用碳酸氢氨调节pH在8～10，搅拌至粘稠，搅拌状态下加入纯净水，制作成金属Mn+Ni离子浓度为100～150g/l的溶液，加入助沉剂至沉淀完全，过滤，沉淀物干燥，得到镍锰前驱体；

(3)三维斜式混合：采用三维斜式混合机将步骤(2)所得的镍锰前驱体与锂盐在介质下进行分散、混合2～4h，得中间体混合物；所述锂盐材料为碳酸锂；镍锰前驱体中Mn+Ni和锂盐中Li的摩尔比为(0.95～1.0):1；

(4)预烧结：将步骤(3)所得的中间体混合物装入匣钵，送入推板窑进行烧结，烧结过程不间断的充入氧气，烧结温度500～600℃，恒温时间4～6h，得预烧结物料；

(5)高温烧结：将步骤(4)所得的预烧结物料装入匣钵，送入推板窑进行烧结，烧结过程不间断的充入氧气，烧结温度800～900℃，恒温时间9.5～10.5h，得高温烧结物料；

(6)掺杂混合：采用三维斜式混合机将步骤(5)所得的高温烧结物料与阴离子F-化合物在介质下进行分散、混合，混合时间为2.5～3.5h，得掺杂物料；其中，高温烧结物料中Mn+Ni与阴离子F-化合物的质量比为1000:(1.5～1)；

(7)湿法包覆：采用金属氧化物将步骤(6)所得的掺杂物料进行湿法包覆，得掺杂包覆物料；

(8)第三次低温烧结：将步骤(7)所得的掺杂包覆物料进行洗涤、压滤、烘干、烧结，烧结温度为300～400℃，恒温时间4～6h；

(9)后处理：将步骤(8)所获得的产品进行气流粉碎、分级即获得改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂成品。

2.根据权利要求1所述的改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：

步骤(6)中，高温烧结物料与阴离子F-掺杂混合的同时还掺杂了金属阳离子，所述金属阳离子为Mg2+、La3+、Ti4+或Al3+，金属阳离子来源化合物与阴离子F-化合物的质量比为2:1。

3.根据权利要求1所述的改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：

步骤(7)所述湿法包覆工艺的详细步骤为：以步骤(6)所得的掺杂物料为基料，以纯水为底液，温度控制在40～80℃，80～150r/min搅拌，将含金属阳离子的溶液、氢氧化钠溶液、氨水并流加入，控制pH在10.5～11.5，在40～80℃产生金属阳离子氧化物沉淀在基料表面。

4.根据权利要求3所述的改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：

所述含金属阳离子的溶液为含Zn2+、Ti4+、Zr4+、Al3+或Mg2+中的一种离子的溶液；基料中Mn+Ni和含金属阳离子溶液中金属阳离子的质量比为1000:(1.5～0.5)。

5.根据权利要求1所述的改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，其特征在于：

所述步骤(3)和步骤(6)中斜式混合采用的介质为氧化锆球或聚氨酯球中的一种。