[发明专利]一种具有一维结构的锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.具有一维结构的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取金属盐为钴盐、镍盐、锰盐、铝盐中的一种或几种，溶于醇和水的混合溶剂配成金属盐溶液A；

（2）将乙二胺四乙酸加入金属盐溶液A中得到混合溶液B；

（3）混合溶液B在超声波作用下进行超声化学反应，得到一维结构的正极材料前驱体；

（4）将具有一维结构的正极材料前驱体与溶液固液分离，清洗、烘干；

（5）将具有一维结构的正极材料前驱体放入炉子中进行煅烧去除有机物；

（6） 将煅烧后的一维结构正极材料前驱体产物与锂盐进行均匀混合，然后将其转移至炉子中高温煅烧，获得具有一维结构的锂离子电池正极材料。

2.如权利要求1所述的具有一维结构的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的钴盐为乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴、氯化钴中的一种或多种的组合；镍盐为乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或多种的组合；锰盐为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰、氯化锰中的一种或多种的组合；铝盐为乙酸铝、硝酸铝、硫酸铝、氯化铝中的一种或多种的组合；醇为甲醇、乙醇，1-丙醇，2-丙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或多种组合；配制的金属盐溶液A的浓度为0.01~2 mol/L；水与醇的体积比0.1~7: 1。

3.如权利要求1所述的具有一维结构的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中乙二胺四乙酸的物质的量与金属盐溶液A的体积比为0.01~2 mol/L；步骤（3）中所述超声波由超声波发生器产生后由变辐杆插入溶液内部导入或由外部传入至溶液中，混合溶液B的体积与超声功率之比为1:1~20ml/W，超声波发生器功率10 W~18 KW，超声波作用时间3 min~10 h，超声波频率20 KHz-100 KHz。

4.如权利要求1所述的具有一维结构的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中清洗试剂为乙醇和水，烘干温度≤100℃，烘干时间为1~24 h；步骤（5）中煅烧温度为300-600 ℃，煅烧时间1~5 h；步骤（6）中所述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、硫酸锂、氯化锂、草酸锂、磷酸锂、磷酸氢锂中的一种或多种，煅烧温度为700~1000℃，煅烧时间2~30 h。

5.如权利要求1所述的具有一维结构的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中镍盐、钴盐和锰盐的摩尔比为x:y:z，且0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z=1，或镍盐、钴盐和铝盐的摩尔比为x:y:z，且0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z=1；且步骤（6）中一维结构正极材料前驱体产物与锂盐的摩尔比为（x+y+z）:t=1:1~1.5。

6.一种如权利要求1-5任一项所述方法制备的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料由式（a）表示：

Li_1+tNi_xCo_yM_zO₂ （a）

其中，M=Mn或Al；

0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤x+y+z≤1；

0≤t≤0.5。

7.如权利要求6所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，当M=Mn，t=0, 0x1，0 y 1，0 z 1，x+y+z=1时，合成正极材料为镍钴锰酸锂(LiNi_xCo_yMn_zO₂)三元正极材料。

8.如权利要求7所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，x:y:z=1:1:1，5:2:3，6:2:2或8:1:1。