[发明专利]一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、按照富锂锰基固溶体正极材料的化学通式xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_aCo_bMn_cO₂中的锰、镍、钴摩尔比，将锰盐、镍盐、钴盐混合在一起，配制成金属离子总浓度为0.5～3mol/L的金属盐混合溶液；其中，0.2≤x≤0.7，a+b+c＝1，0.3≤a≤0.7，0.2≤c≤0.5；

步骤B、采用浓度为0.5～2.5mol/L的碳酸钠溶液作为沉淀剂，将所述金属盐混合溶液和所述沉淀剂加入到反应釜中并搅拌，使反应液的pH值为7.5～8.5，控制反应温度为35～60℃、反应时间为6～60h，从而制得富锂锰基固溶体正极材料的前驱体浆液；

步骤C、对所述富锂锰基固溶体正极材料的前驱体浆液进行固液分离，并对固液分离得到的固体进行清洗，从而得到前驱体滤饼；

步骤D、采用浓度为0.2～3mol/L的钠盐溶液作为掺杂剂，将所述前驱体滤饼与所述掺杂剂按照固液比3:1～1:3的比例混合，并在40～80℃下搅拌洗涤10～60min，再进行固液分离，控制固液分离得到的固体的水分在5～20％范围内，然后将该固液分离得到的固体在110～150℃下干燥2～20h，并过300～500目筛进行筛分，从而制得均匀掺钠的前驱体；

步骤E、按照富锂锰基固溶体正极材料的化学通式xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_aCo_bMn_cO₂中锂与锰、镍、钴的摩尔比，将所述均匀掺钠的前驱体与锂源均匀混合，并在800～950℃下烧结6～25h，然后进行破碎和筛分，从而制得掺钠的富锂锰基固溶体正极材料；

所述掺钠的富锂锰基固溶体正极材料中，掺杂的钠元素的质量含量为0.1％～1％，并且钠元素均匀分布在富锂锰基固溶体正极材料颗粒中。

2.根据权利要求1所述的掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤B中，所述的将所述金属盐混合溶液和所述沉淀剂加入到反应釜中并搅拌包括：在带有搅拌桨的反应釜内加入去离子水，使反应釜内的离子水没过搅拌桨的桨叶，然后在500～1000rpm的搅拌转速下，将所述金属盐混合溶液和所述沉淀剂并流加入到反应釜中，控制所述金属盐混合溶液和所述沉淀剂的加入流速，使反应液的pH值为7.5～8.5。

3.根据权利要求1或2所述的掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤C中，所述的对固液分离得到的固体进行清洗包括：采用40～80℃的纯水对固液分离得到的固体进行淋洗。

4.根据权利要求1或2所述的掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述金属盐混合溶液的阴离子为硫酸根离子、盐酸根离子、硝酸根离子、乙酸根离子中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤D中，所述的作为掺杂剂的钠盐溶液的阴离子为碳酸根离子、碳酸氢根离子、硝酸根离子、乙酸根离子中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤E中，所述锂源为Li₂CO₃、LiOH中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基固溶体正极材料的平均粒度D₅₀为4μm～15μm。

8.一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料，其特征在于，采用上述权利要求1至7中任一项所述掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法制备而成。