[发明专利]具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的前驱体和具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，所述方法包括：

制备具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的前驱体，包括以下步骤：

(1)室温条件下，按照既定的化学计量比，将锰盐和钴盐以及任选的镍盐溶于水中，配制成混合金属盐的溶液A；将弱酸弱碱盐溶于水中，配制成溶液B，所述的弱酸弱碱盐为NH₄HCO₃和/或(NH₄)₂CO₃；

(2)室温条件下，在持续搅拌所述溶液A的情况下，将所述溶液B匀速加入到所述溶液A中，或者持续搅拌所述溶液B的情况下，将所述溶液A匀速加入到所述溶液B中，其中将所述溶液B加入所述溶液A中的速度或者将所述溶液A加入所述溶液B中的速度为0.05-20mL/min，在加入的过程中，仅通过所述溶液B或者所述溶液A的加入量来调控所得悬浮液的pH值，直到所得悬浮液的pH值在7-8.5之间，停止加入所述溶液B或者所述溶液A，继续搅拌至反应结束；

(3)将步骤(2)所得的反应产物经过后处理工序即可得到具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的碳酸盐前驱体；

将制得的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的前驱体和锂盐混合，将所得混合物在通有空气或者氧气的热处理装备中进行预烧和二次煅烧，即得具有堆垛结构的富锂锰基正极材料。

2.根据权利要求1所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中步骤(2)中，所得悬浮液的pH值在7-8之间。

3.根据权利要求1或2所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述溶液A的混合金属盐的浓度为0.02-5mol/L，和/或所述溶液B的浓度为0.02-5mol/L。

4.根据权利要求3所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述溶液A的混合金属盐的浓度为0.1-3mol/L。

5.根据权利要求3所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述溶液A的混合金属盐的浓度为0.5-2.5mol/L。

6.根据权利要求3所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述溶液B的浓度为0.5-2.5mol/L。

7.根据权利要求1或2所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中步骤(2)中将所述溶液B加入所述溶液A中的速度或者将所述溶液A加入所述溶液B中的速度为1-20mL/min。

8.根据权利要求1或2所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述步骤(3)中的后处理工序包括陈化、分离、洗涤和干燥步骤。

9.根据权利要求8所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中，陈化时间为5-48h。

10.根据权利要求8所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中，陈化时间为10-24h。

11.根据权利要求1或2所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述步骤(1)中所述的锰盐为选自硫酸锰、硝酸锰或者醋酸锰中的一种或者多种，所述的镍盐为选自硫酸镍、硝酸镍和醋酸镍中的一种或者多种，所述的钴盐为选自硫酸钴、硝酸钴或者醋酸钴中的一种或者多种。

12.根据权利要求1或2所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的前驱体为具有纳米团簇微观形貌的碳酸盐前驱体。

13.根据权利要求1或2所述的具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法，其中所述锂盐为碳酸锂和/或氢氧化锂，和/或所述锂盐过量2-10wt.％。