[发明专利]一种以Zn取代Mn的四元富锂锰基正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种以Zn取代Mn的四元富锂锰基正极材料，所述材料的结构通式为：xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中，M由Ni、Co、Mn和Zn组成，0＜x＜1。

2.如权利要求1所述的以Zn取代Mn的四元富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将镍盐，钴盐、锰盐和锌盐溶解于去离子水中，得到金属盐水溶液；将碳酸钠溶解于去离子水中，再加入氨水，取得pH值为7～9的沉淀剂溶液；

2）先在反应容器中加入底液，然后将所述金属盐水溶液和所述沉淀剂溶液加入反应容器中进行共沉淀反应；

反应完成后，分离沉淀与上清液，取沉淀洗涤、抽滤、烘干、粉磨，得到前驱体；

3）将所述前驱体与锂盐均匀混合后煅烧，煅烧时先升温至500℃，保温3h，再升温至900℃，保温8h，最后冷却至室温，得到以Zn取代Mn的四元富锂锰基正极材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述金属盐水溶液中金属阳离子的浓度为1～2mol/L。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述锰盐、镍盐、钴盐和锌盐的摩尔比为o：y：z：（1-o-y-z），其中0.1＜o≤1，0.1≤y≤1，0.1≤z≤1，0＜1-o-y-z≤1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述镍盐为硫酸镍、硝酸镍或乙酸镍；所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴或乙酸钴；所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰或乙酸锰；所述锌盐为硫酸锌、硝酸锌或乙酸锌。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于所述沉淀剂溶液中碳酸钠浓度为金属盐水溶液中金属阳离子浓度的1/2。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，反应时，反应体系的温度为40～80℃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，反应时，反应容器中搅拌速度为200～800r/min，所述金属盐水溶液的加入速度为20ml/min～500ml/min，所述沉淀剂溶液的加入速度为20ml/min～500ml/min。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述底液为去离子水。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，煅烧所需锂盐占比80～120% 。