[发明专利]一种高电压锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，包括：掺铝钴酸锂LiCo_xAl_1-xO₂和包覆在掺铝钴酸锂表面的富锂锰yLi₂MnO₃·(1-y)LiMO₂；其中M为Mn、Ni、Co中的一种或多种；0.95≤x≤0.99，0.25≤y≤0.75。

2.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，M包含Mn、Ni和Co。

3.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，所述富锂锰的化学式为：yLi₂MnO₃·(1-y)Li(Mn_0.35Ni_0.325Co_0.325)O₂。

4.根据权利要求3所述的高电压锂离子电池正极材料，其特征在于，所述高电压锂离子电池正极材料为LiCo_0.99Al_0.01O₂-Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂。

5.一种高电压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：

步骤1、将锂源、锰源、镍源、钴源分别溶于水中，形成混合水溶液；将混合水溶液置于水浴中搅拌，加入络合剂，得溶胶；

步骤2、将所述溶胶依次经过静置、干燥形成凝胶；将所述凝胶依次经过研磨和预烧处理，得到棕色粉料；

步骤3、将所述棕色粉料和铝掺钴酸锂原料溶于乙醇溶液中，经过搅拌、水浴、干燥、研磨得到黑色粉料；

步骤4、将所述黑色粉料进行高温煅烧，再经研磨、筛分，即得高电压锂离子电池正极材料。

6.根据权利要求5所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1的具体步骤为：

步骤1.1、按照配比分别称取锂源、锰源、镍源、钴源；其中锂源采用5wt％过量；

步骤1.2、将步骤1.1称量的样品倒入去离子水中，磁力搅拌至形成淡粉色透明溶液，即混合水溶液；其中，磁力搅拌转速为500～600r/min；

步骤1.3、向所述淡粉色透明溶液中逐滴加入柠檬酸溶液，调节PH至7，得透明溶液；将透明溶液密封，以500～600r/min的速率磁力搅拌12h，形成深粉色透明溶液；

其中，柠檬酸与(Mn+Ni+Co)的摩尔比为1∶0.8；

步骤1.4、将所述深粉色透明溶液置于80℃水浴中继续搅拌5～6h，形成粉紫色粘稠液体，即溶胶。

7.根据权利要求6所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸的加入速率为0.5～1滴/秒。

8.根据权利要求5所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述静置为将所述溶胶放入80℃烘箱中静置48h；所述预烧处理为：以4.5～5.5℃/min的速率升温至450℃，保温4～5h。

9.根据权利要求5所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤3具体按照以下步骤实施：

步骤3.1、称取铝掺钴酸锂原料和棕色粉料；

其中，铝掺钴酸锂原料和棕色粉料的摩尔比为(1∶0.1)～(1∶5)；

步骤3.2、将步骤3.1称量的样品倒入乙醇溶液中，磁力搅拌至形成混合液；磁力搅拌转速为500～600r/min；

步骤3.3、将步骤3.2得到的混合液置于80℃水浴，且磁力搅拌3-4h，形成粘稠液；

步骤3.4、将所述粘稠液置于60℃真空干燥箱中干燥6h，取出后研磨得到黑色粉末。

10.根据权利要求5所述的高电压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述高温煅烧为以4.5～5.5℃/min的速率升温至900℃，保温16h。