[发明专利]一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料，其特征在于化学式为Li_1.2-xNiyMn_0.8-yO2；其中，0x0.1，0.15y0.55。

2.一种权利要求1所述的钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：按化学计量比称量锂盐、镍盐和锰盐，并分散在水或乙醇中，加热搅拌形成溶液A；称取一定摩尔比例的络合剂在水或乙醇中加热搅拌，形成溶液B；所述的化学计量比为Li：Ni：Mn＝1.2-x：y：0.8-y，0x0.1，0.15y0.55；所述的加热搅拌的温度为40～100℃，时间为20min～2h；所述络合剂与锂盐的摩尔比为0.5～3；

步骤2：将一定摩尔比例的钠盐或钾盐溶解在水或乙醇中作为反应底液，并将溶液A与溶液B逐滴滴入底液中，在此过程中使反应底液在水浴加热条件下保持机械搅拌，待溶液A与B滴完后，持续高温搅拌使溶剂挥发直至生成凝胶状前驱体；所述的钠盐或钾盐与锂盐的摩尔比例为1.2-x:x，0x0.1；所述的水浴加热条件的温度为60～100℃，机械搅拌的转速为600～1400r/min；

步骤3：将凝胶状前驱体在烘箱中干燥后研磨成粉，分别在低温与高温下烧结得到钠/钾掺杂的富锂锰镍基正极材料。

3.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤1中所述的锂盐为乙酸锂、硝酸锂、硫酸锂中的一种；所述的镍盐是乙酸镍、氯化镍、硝酸镍与硫酸镍中的一种；所述的锰盐是乙酸锰、氯化锰、硝酸锰、硫酸锰与高锰酸钾中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤1中所述的络合剂为柠檬酸、草酸、葡萄糖酸钠、聚丙烯酸与聚丙烯酰胺中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤1中络合剂与步骤1中锂盐的摩尔比优选为1～2。

6.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤2中所述钠盐为乙酸钠、碳酸钠与氯化钠中的一种。

7.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤2中所述钾盐为乙酸钾、碳酸钾与氯化钾中的一种。

8.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤2中溶液A与B的滴速为25mL/h～100mL/h，高温搅拌的温度为60～100℃。

9.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤3中前驱体干燥的温度为80～120℃，时间为5h～24h。

10.根据权利要求2所述的一种钠/钾掺杂的高性能富锂锰镍基正极材料的制备方法，其特征在于步骤3中升温速率为3℃/min～5℃/min，低温烧结的温度为400～500℃，时间为1h～6h；高温烧结的温度为750～1000℃，时间为6h～24h；烧结的气氛为流动空气、压缩空气与氧气中的一种。