[发明专利]O2构型锂电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料，主要为O2构型的层状结构，包括锂离子层、过渡金属层和氧原子层，氧原子层以两个过渡金属层间距为周期进行周期性排列，其化学式为Li_a(Li_xM_y)O₂，其中：Li_a代表锂原子层的锂原子，5/6≤a≤1；Li_xM_y代表过渡金属层的原子，M选自Mn、Ni、Co和Fe中的一种或多种，0.2≤x≤0.35，x+y＝1；Li_a(Li_xM_y)O₂具体为Li_a(Li_xMn_pNi_qCo_iFe_j)O₂，其中，5/6≤a≤1，0.2≤x≤0.35，0.5≤p≤0.65，0≤q≤0.3，0i≤0.3，0≤j≤0.3；

制备所述锂离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

2a)将过渡金属盐、锂盐、钠的化合物、乙二醇和柠檬酸全部溶解在去离子水中配制成溶胶；

2b)真空状态下将溶胶蒸干为凝胶；

2c)将凝胶在120～150℃下真空干燥5～8h以上，研碎后首先在400～500℃煅烧3～6h，接着在800～900℃时煅烧8～16h，得到含钠前驱体；

2d)将含钠前驱体与2～5倍摩尔量的含锂熔盐在200～300℃下反应2～4小时，将产物过滤、洗涤、干燥，得到锂离子电池正极材料；

步骤2a)中所述过渡金属盐是按所述锂离子电池正极材料化学式中的化学计量比配比的锰盐、镍盐、钴盐、铁盐；所述锰盐为硫酸锰；所述镍盐为硫酸镍；所述钴盐为硫酸钴；所述铁盐为硫酸亚铁；所述锂盐按照超过化学式中所示过渡金属层中锂原子的化学计量比的5％进行配比，为硫酸锂；所述钠的化合物按照化学式中所示锂离子层中锂原子的化学计量比进行配比，为碳酸钠。

2.一种制备权利要求1所述锂离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

2a)将过渡金属盐、锂盐、钠的化合物、乙二醇和柠檬酸全部溶解在去离子水中配制成溶胶；

2b)真空状态下将溶胶蒸干为凝胶；

2c)将凝胶在120～150℃下真空干燥5～8h以上，研碎后首先在400～500℃煅烧3～6h，接着在800～900℃时煅烧8～16h，得到含钠前驱体；

2d)将含钠前驱体与2～5倍摩尔量的含锂熔盐在200～300℃下反应2～4小时，将产物过滤、洗涤、干燥，得到锂离子电池正极材料；

步骤2a)中所述过渡金属盐是按所述锂离子电池正极材料化学式中的化学计量比配比的锰盐、镍盐、钴盐、铁盐；所述锰盐为硫酸锰；所述镍盐为硫酸镍；所述钴盐为硫酸钴；所述铁盐为硫酸亚铁；所述锂盐按照超过化学式中所示过渡金属层中锂原子的化学计量比的5％进行配比，为碳酸锂；所述钠的化合物按照化学式中所示锂离子层中锂原子的化学计量比进行配比，为碳酸钠。