[发明专利]一种富锂锰基正极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1前驱体制备：按镍、钴、锰离子的摩尔比为0.146:0.058:0.579，将所需镍盐、钴盐和锰盐溶于去离子水，形成混合金属盐溶液，然后用蠕动泵将上述混合金属盐溶液与沉淀剂溶液分别打入反应釜混合，再加入络合剂调节pH值，持续搅拌反应生成沉淀，反应完全后陈化，再将陈化后的沉淀洗涤、干燥、粉碎过筛后得到前驱体；

S2煅烧：将上述前驱体与锂源研磨混合后，放置在马弗炉中烧结得到目标正极材料Li[Li_0.217Ni_0.146Co_0.058Mn_0.579]O₂；

S3表面改性：第一步，将正极材料浸入0.2mol/L硝酸溶液中浸泡2-3h，过滤后水洗、烘干，得到酸处理正极材料；

第二步，将1-1.4份过氧化二苯甲酰、0.1-0.15份乙酰苯胺和60-80份二甲苯混合均匀，配置成引发剂溶液，再将20-24份液体氟橡胶、8-10份马来酸酐、150-200份二甲苯混合均匀，升温至80-85℃，接着滴加引发剂溶液，40-50min滴完，滴完后升温至90-95℃，反应2-3h，然后加入无水甲醇，使产物沉淀，于40-45℃烘干至恒重，得到改性剂；

第三步，将1-1.5份改性剂、80-100份二甲苯、80-100份丙酮混合，再加入10-15份纳米二氧化钛，以800-1000r/min的速率剪切分散5min，接着升温至60-65℃，回流反应2-3h，过滤、醇洗、烘干、粉碎，得到改性纳米二氧化钛；

第四步，将1-1.3份改性纳米二氧化钛、80-100份水、8-10份酸处理正极材料混合均匀，于80-85℃下蒸干，得到混合粉体，加热至500-550℃，持续5-6h，得到改性正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：所述S1前驱体制备中混合金属盐溶液的金属离子总浓度为1-3mol/L，所述镍盐、钴盐和锰盐均为硫酸盐。

3.根据权利要求1所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：所述沉淀剂选用碳酸钠、氢氧化钠中的一种或多种，所述沉淀剂溶液的摩尔浓度与混合金属盐溶液中的总金属离子摩尔浓度相同。

4.根据权利要求1所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：所述络合剂选用氨水、碳酸氢铵中的一种或多种，其摩尔浓度为5-10mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：所述S1前驱体制备中，蠕动泵的进料速度为200-2000mL/h；反应釜中水浴温度40-70℃，搅拌转速400-900rpm，pH值7-12，陈化6-12h；沉淀干燥温度80-120℃，干燥时间6-12h。

6.根据权利要求1所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂源选用氢氧化锂、碳酸锂、乙酸锂和硝酸锂中的一种或多种，所述锂源按照最终产物的比例过量1-15%与前驱体混合。

7.根据权利要求1所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：所述S2煅烧中，烧结升温速率为2-10℃/min，先于400-700℃下预烧5-10h，再于750-1000℃下煅烧10-18h；马弗炉为氧气气氛马弗炉。

8.一种权利要求1至7任一项所述的制备方法制得的富锂锰基正极材料。

9.一种锂离子电池，其特征在于：其正极材料为权利要求8所述的富锂锰基正极材料。