[发明专利]一种锰酸锂电池材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锰酸锂电池材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将锰源化合物、锂源化合物、M源化合物和L源化合物混合后进行第一次烧结，得到Li_xMn_2-a-bM_aL_bO₄材料，所述M源化合物为锂化合物、铬化合物、锆化合物、镁化合物、铌化合物和硼化合物中的至少一种，所述L源化合物为钴化合物、镍化合物、铝化合物、钛化合物、镧化合物和钇化合物中的至少一种，M为M源化合物中的元素代号，L为L源化合物中的元素代号，其中，1.00≤x≤1.20，0.001≤a≤0.010，0.04≤b≤0.10；所述第一次烧结温度为850~1050℃，所述第一次烧结的时间为6~20小时；

（2）将步骤（1）得到的Li_xMn_2-a-bM_aL_bO₄材料粉碎后与L源化合物和A源化合物混合进行第二次烧结得到表层掺杂有L_cA_d的Li_xMn_2-a-bM_aL_bO₄的单晶颗粒，所述第二次烧结的温度高于所述第一次烧结的温度，所述A源化合物为锂化合物、锆化合物、镁化合物、铌化合物、钴化合物、镍化合物、铝化合物、钛化合物、镧化合物、钇化合物中的至少一种，其中，A为A源化合物中的元素代号，所述表层掺杂有L_cA_d的Li_xMn_2-a-bM_aL_bO₄的单晶颗粒中A元素和O元素的摩尔比例为d:4，且0.04≤c≤0.10，0.001≤d≤0.020，在所述L源化合物的范围内所述步骤（2）中的L源化合物与所述步骤（1）中的L源化合物相同或者不相同；所述第二次烧结温度为900~1100℃，所述第二次烧结时间为6~20小时；

（3）将步骤（2）得到的表层掺杂有L_cA_d的Li_xMn_2-a-bM_aL_bO₄的单晶颗粒粉碎后在氧气氛围中进行第三次烧结得到所述锰酸锂电池材料，所述第三次烧结的温度低于所述第一次烧结的温度；所述第三次烧结温度为300~800℃，所述第三次烧结时间为1~10小时。

2.根据权利要求1所述的锰酸锂电池材料的制备方法，其特征在于，所述M源化合物和L源化合物为不同的化合物，所述L源化合物与A源化合物为不同的化合物，所述L源化合物为氧化物或者氢氧化物，所述A源化合物为氧化物或者氢氧化物。

3.根据权利要求2所述的锰酸锂电池材料的制备方法，其特征在于，所述M源化合物为Li₂CO₃、Nb₂O₅、MgO和LiOH中的一种，所述L源化合物为Co(OH)₂、Ni(OH)和Al₂O₃中的一种，所述A源化合物为LiOH和MgO中的一种。

4.根据权利要求3所述的锰酸锂电池材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中使用的L源化合物为Al₂O₃。

5.根据权利要求4所述的锰酸锂电池材料的制备方法，其特征在于，将步骤（1）得到Li_xMn_2-a-bM_aL_bO₄材料粉碎至5~11 μm后与L源化合物和A源化合物混合。

6.根据权利要求1所述的锰酸锂电池材料的制备方法，其特征在于，所述锰源化合物为二氧化锰、三氧化二锰、硫酸锰和四氧化三锰的至少一种。