[发明专利]一种一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料的化学式如式(Ⅰ)所示：

aLi₂MnO₃·bLiNi_xMn_yO₂·cLiNi_zMn_2-zO₄ (Ⅰ)；

其中1≥a,b,c≥0,a+b+c＝1,x,y＞0,2＞z≥0。

2.一种权利要求1所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将锂的可溶性盐、镍可溶性盐与锰可溶性盐按照Li:Ni:Mn＝(2a+b):(bx+cz):(a+by+2c-cz)的摩尔比例溶解于二甲基甲酰胺中得到锂镍锰溶液，将聚丙烯腈溶解于二甲基甲酰胺中，得到聚合物溶液，将锂镍锰溶液注入聚合物溶液中，搅拌得到纺丝溶液；

步骤二：根据需要控制高压静电纺丝机内温度与湿度以及设置高电压值，并设置纺丝针头与接收板的距离，将纺丝溶液注入注射器中，将纺丝溶液喷到接收板上得到一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料前驱体；

步骤三：将一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料前驱体从接收板上揭下，按照设定的煅烧程序在气氛下进行煅烧得到一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料。

3.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一所述可溶性锂盐的摩尔占比为Li:Ni:Mn＝(1.2～1.32):0.2:(0.6～0.84)，优选Li:Ni:Mn＝1.26:0.2:0.84。

4.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的锂可溶性盐为氢氧化锂、碳酸锂和醋酸锂中的至少一种，镍可溶性盐为醋酸镍、硫酸镍、硝酸镍和氯化镍中的至少一种，锰可溶性盐为醋酸锰、硫酸锰、硝酸锰和氯化锰中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一中锂镍锰溶液中可溶性盐总浓度为0.5～1.5mol/L，优选1mol/L。

6.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一中的聚合物溶液质量分数为10％～20％，优选15％。

7.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤二中高压静电纺丝机内温度控制在25-35℃，优选30℃，湿度控制在30-50％RH，优选45％RH。

8.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤二中接收板为铝箔或者铜箔，优选铝箔，高电压值控制在15-20kV，优选15kV，接收板与纺丝针头距离控制在15-20cm，优选18cm。

9.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤二中通过调节纺丝溶液注入的速率调控纺丝的成膜性，所述速率控制在0.8-1.5mL/h，优选1mL/h。

10.根据权利要求2所述的一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述煅烧程序是在空气或者氧气氛围下，在管式炉中先在200～280℃保温3～5h，优选280℃保温5h；随后升温至650～900℃烧结5～10h，优选750℃烧结5h，随后自然冷却至室温，得到一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料。