本發(fā)明屬于電池材料領(lǐng)域，涉及一種電池正極材料，尤其涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備。

背景技術(shù)：

近年來，鋰離子電池使得便攜式可充電設(shè)備發(fā)生了革命性的變化，如今鋰離子電池正對(duì)汽車行業(yè)產(chǎn)生巨大影響，即電動(dòng)汽車正逐漸取代傳統(tǒng)的化石能源汽車成為下一代主體汽車。

眾所周知，電動(dòng)汽車的發(fā)展很大程度上依賴于高性能鋰離子電池的研發(fā)狀況，尤其是正極材料的研究和開發(fā)?？傮w而言，層狀結(jié)構(gòu)licoo2正極材料盡管具有能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，但其價(jià)格昂貴、有毒、安全性不高，因而難以滿足實(shí)際使用要求進(jìn)入電動(dòng)汽車市場(chǎng)。與之相比，尖晶石結(jié)構(gòu)limn2o4不僅具有較高的能量密度而且具有原材料來源廣泛、價(jià)廉、安全性高、環(huán)境友好等突出優(yōu)點(diǎn)而受到電動(dòng)汽車行業(yè)的廣泛關(guān)注。因此，錳酸鋰正極材料的實(shí)際應(yīng)用毫無疑問將促進(jìn)全球范圍內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)推動(dòng)環(huán)保型電動(dòng)汽車及相關(guān)電源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的積極意義。但是，盡管limn2o4作為正極材料的鋰離子電池具備傳統(tǒng)鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)，但由于其存在jahn-teller效應(yīng)以及表面容易發(fā)生岐化反應(yīng)從而導(dǎo)致循環(huán)性能尤其是高溫循環(huán)性能欠佳是制約其在電動(dòng)汽車領(lǐng)域使用的關(guān)鍵因素。

為了提高尖晶石limn2o4倍率和循環(huán)等性能，人們發(fā)展了多種方法和手段，如金屬和非金屬元素?fù)诫s、表面包覆/改性以及尺寸和形貌調(diào)控等。通常這些方法往往都能夠?qū)δ骋环矫嫘阅苓M(jìn)行不同程度的改善，但往往由于方法本身局限、成本或工藝等因素很難得到規(guī)?；瘜?shí)際應(yīng)用。如元素?fù)诫s和表面改性一般都會(huì)使容量有一定程度的降低，而尺寸和形貌調(diào)控往往工藝復(fù)雜難以控制，并且成本高，導(dǎo)致其很難規(guī)?；a(chǎn)。

多孔球形因其結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性對(duì)改善正極材料的倍率和循環(huán)性能均十分有利，因而受到廣泛關(guān)注。但目前報(bào)道的合成多孔球形錳酸鋰正極材料的成本高、工藝復(fù)雜，并且要實(shí)現(xiàn)一步合成摻雜的多孔球形錳酸鋰正極材料非常困難，根本無法進(jìn)行規(guī)?；苽浜蜕a(chǎn)。

cn102931393a公開了一種多孔球形結(jié)構(gòu)的錳酸鋰正極材料的制備方法，即將乙醇作為沉淀控制劑，采用nh4hco3與mnso4混合生成直徑為0.5-3μm的均勻球形碳酸錳沉淀，經(jīng)洗滌得到純凈球形碳酸錳粉體，并在500-800℃下煅燒10-15小時(shí)得到多孔球形mn2o3前驅(qū)體粉體，最后將得到的mn2o3通過手工研磨、球磨或機(jī)械研磨與lioh混合均勻，在高于上述煅燒溫度的700-900℃下煅燒即可得到具有明顯多孔結(jié)構(gòu)的正極材料。該方法工藝過程十分復(fù)雜，需先制備球形氧化錳模板，單位體積溶液的碳酸錳產(chǎn)量極低，所以產(chǎn)生廢液多，成本高，且其過程不易控制，很難實(shí)用于低成本的規(guī)?；苽?。

cn106356524a公開了一種中空球形錳酸鋰正極材料的制備方法，即采用兩種溶液簡(jiǎn)單混合，利用沉淀反應(yīng)得到微米級(jí)中空球形碳酸錳，隨后將中空球形碳酸錳與鋰鹽混合焙燒得到形貌規(guī)則、大小均一并具有良好電化學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性的中空球形錳酸鋰材料。與以往類似的利用沉淀反應(yīng)制備碳酸錳相比，該方法省去了攪拌過程，一定程度上減少了能耗。但是，該方法單位體積溶液的碳酸錳產(chǎn)量低，產(chǎn)生廢液過多，需先制備球形模板，而且球形碳酸錳模板制備工藝復(fù)雜，不易穩(wěn)定控制。因此，也很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；苽浜蜕a(chǎn)。

cn105591094a公開了一種高性能球形錳酸鋰系正極材料的制備方法，具體步驟是：(1)先采用液相法將錳源和含摻雜元素m的化合物、以及鋰源均勻混合；(2)再采用噴霧干燥法制備出球形前軀體；(3)然后進(jìn)行燒結(jié)、粉碎過篩制備出高性能的球形錳酸鋰正極材料。該方法包括多個(gè)工藝處理過程，需要采用昂貴的專門設(shè)備如霧化干燥設(shè)備，步驟繁瑣，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，也不易于規(guī)模化制備。

綜上所述，在制備多孔/空心球形錳酸鋰正極材料的過程中，所使用方法的共同點(diǎn)是都必須首先制備出球形氧化錳或者球形碳酸錳前驅(qū)體，并以前軀體作為模板再次燒結(jié)才能得到最終產(chǎn)物。因此，制備過程和工藝繁瑣復(fù)雜，不易控制，成本高。所以發(fā)展工藝簡(jiǎn)單、成本低、便于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的直接固相燒結(jié)制備多孔球形錳酸鋰方法十分必要和緊迫。此外，采用上述方法制備的錳酸鋰產(chǎn)物在比容量、倍率性能或者循環(huán)性能等方面往往存在顧此失彼的情況，即改善了某一性能但卻降低了另一性能。本發(fā)明所采用的一步固相燒結(jié)法可克服上述缺點(diǎn)，工藝簡(jiǎn)單，便于控制，重復(fù)性好，成本較低，制備的材料綜合性能好，十分易于規(guī)模化生產(chǎn)，實(shí)際應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋰離子電池正極材料及其制備方法，所述正極材料比容量、倍率性能和循環(huán)性能均表現(xiàn)優(yōu)異，且純度高，能夠滿足正極材料的實(shí)際應(yīng)用要求，所述制備方法工藝簡(jiǎn)單，便于控制，重復(fù)性好，成本較低，制備的材料綜合性能好，十分易于規(guī)模化生產(chǎn)，實(shí)際應(yīng)用前景廣闊。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明目的之一在于提供一種鋰離子電池正極材料制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將鋰源物質(zhì)、錳源物質(zhì)、摻雜金屬物質(zhì)和碳源物質(zhì)混合，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體燒結(jié)，得到鋰離子電池正極材料。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述碳源物質(zhì)與所述鋰源物質(zhì)的摩爾比為(5～20):1，，如5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為(5～12):1。

其中，碳源物質(zhì)起到造孔劑和模板的作用。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述鋰源物質(zhì)、錳源物質(zhì)與摻雜金屬物質(zhì)的摩爾比為(1.02～1.08):(2-x):x，，如1.02:(2-x):x、1.03:(2-x):x、1.04:(2-x):x、1.05:(2-x):x、1.06:(2-x):x、1.07:(2-x):x或1.08:(2-x):x等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，其中0＜x≤0.2。

其中，x可以是0.01、0.02、0.05、0.08、0.10、0.12、0.15、0.18或0.20等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鋰源物質(zhì)包括碳酸鋰、氫氧化鋰、氧化鋰、草酸鋰、乙酸鋰或硝酸鋰中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：碳酸鋰和氫氧化鋰的組合、氫氧化鋰和氧化鋰的組合、氧化鋰和草酸鋰的組合、草酸鋰和乙酸鋰的組合、乙酸鋰和硝酸鋰的組合、硝酸鋰和碳酸鋰的組合或碳酸鋰、氫氧化鋰和小酸梨的組合等。

優(yōu)選地，所述錳源物質(zhì)包括溴化錳、碳酸錳、氯化錳、氧化錳、硝酸錳、草酸錳、硫酸錳或醋酸錳中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有溴化錳和碳酸錳的組合、碳酸錳和氯化錳的組合、氯化錳和氧化錳的組合、氧化錳和硝酸錳的組合、硝酸錳和草酸錳的組合、草酸錳和硫酸錳的組合、硫酸錳和醋酸錳的組合、醋酸錳和溴化錳的組合或溴化錳、碳酸錳和氯化錳的組合等。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述摻雜金屬物質(zhì)包括鋁源物質(zhì)、銅源物質(zhì)或銀源物質(zhì)中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：鋁源物質(zhì)和銅源物質(zhì)的組合、銅源物質(zhì)和銀源物質(zhì)的組合、銀源物質(zhì)和鋁源物質(zhì)的組合或鋁源物質(zhì)、銅源物質(zhì)和銀源物質(zhì)的組合等。

優(yōu)選地，所述鋁源物質(zhì)包括氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁或醋酸鋁中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：氯化鋁和硫酸鋁的組合、硫酸鋁和硝酸鋁的組合、硝酸鋁和醋酸鋁的組合、醋酸鋁和氯化鋁的組合或氯化鋁、硫酸鋁和硝酸鋁的組合等，進(jìn)一步優(yōu)選為硝酸鋁和/或氯化鋁。

優(yōu)選地，所述銅源物質(zhì)包括硝酸銅、氯化銅、硫酸銅或醋酸銅中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：硝酸銅和氯化銅的組合、氯化銅和硫酸銅的組合、硫酸銅和醋酸銅的組合、醋酸銅和硝酸銅的組合或硝酸銅、氯化銅和硫酸銅的組合等，進(jìn)一步優(yōu)選為硝酸銅和/或硫酸銅。

優(yōu)選地，所述銀源物質(zhì)為硝酸銀。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述碳源物質(zhì)為納米碳。

優(yōu)選地，所述納米碳包括乙炔黑和/或superpli。

本發(fā)明步驟(1)的具體實(shí)施步驟為將鋰源物質(zhì)、錳源物質(zhì)以及摻雜金屬物質(zhì)與水配制成三者共存的混合溶液，然后將所得混合溶液與碳源物質(zhì)混合，烘干，即得到前驅(qū)體。

其中，所述烘干的溫度為40～200℃，如46℃、55℃、67℃、70℃、75℃、89℃、100℃、120℃、134℃、150℃、180℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為80℃。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述燒結(jié)為先對(duì)步驟(1)得到的前驅(qū)體進(jìn)行第一燒結(jié)，再進(jìn)行第二燒結(jié)。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一燒結(jié)的溫度為150～450℃，如150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃或450℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

優(yōu)選地，所述第一燒結(jié)的時(shí)間為1～10h，如1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二燒結(jié)的溫度為550～900℃，如550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或900℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

優(yōu)選地，所述第二燒結(jié)的時(shí)間為1～48h，如1h、2h、4h、8h、12h、16h、20h、24h、28h、32h、36h、40h、44h或48h等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

本發(fā)明目的之二在于提供一種鋰離子電池正極材料，所述正極材料由上述任一種制備方法制備得到。

與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明提供的一種鋰離子電池正極材料，所述正極材料比容量、倍率性能和循環(huán)性能均表現(xiàn)優(yōu)異，比容量可達(dá)102ma·h/g(1c)，循環(huán)次數(shù)可達(dá)300次；

(2)本發(fā)明提供的一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述制備方法制備得到的正極材料的純度高；

(3)本發(fā)明提供的一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述制備方法工藝簡(jiǎn)單，便于控制，重復(fù)性好，成本較低，制備的材料綜合性能好，十分易于規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)際應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1-a是實(shí)施例4中所得樣品limn1.9al0.1o4的x射線粉末衍射圖；

圖1-b是實(shí)施例4中所得樣品limn1.9al0.1o4的掃描電鏡圖；

圖1-c是實(shí)施例4中所得樣品limn1.9al0.1o4的倍率性能曲線；

圖2是實(shí)施例5中所得樣品limn1.95al0.05o4的掃描電鏡圖；

圖3是實(shí)施例6中所得樣品limn1.9al0.1o4的掃描電鏡圖；

圖4是實(shí)施例7中所得樣品limn1.9al0.1o4的掃描電鏡圖；

圖5是實(shí)施例8中所得樣品limn1.9al0.1o4的掃描電鏡圖；

圖6是實(shí)施例9中所得樣品limn1.9al0.1o4的倍率性能曲線；

圖7是實(shí)施例10中所得樣品limn1.9al0.1o4的掃描電鏡圖；

圖8是實(shí)施例11中所得樣品limn1.9cu0.1o4的掃描電鏡圖；

圖9是對(duì)比例2中所得樣品limn2o4的掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將氯化錳、草酸鋰、氯化鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.08mol/l，1.18mol/l，0.23mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在200℃烘箱中烘干，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至150℃燒結(jié)10h，再升溫至550℃燒結(jié)48h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例2

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將溴化錳、乙酸鋰、硫酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為0.52mol/l，0.31mol/l，0.058mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在40℃烘箱中烘干，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至450℃燒結(jié)1h，再升溫至700℃燒結(jié)10h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例3

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將草酸錳、氫氧化鋰、醋酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.08mol/l，1.18mol/l，0.23mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1gsuperpli均勻混合，將混合物在80℃烘箱中烘干，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至300℃燒結(jié)5h，再升溫至800℃燒結(jié)6h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例4

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、硝酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.85mol/l，1.6mol/l，0.15mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至750℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例5

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、硝酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.925mol/l，1.6mol/l，0.075mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至750℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例6

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、硝酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.85mol/l，1.6mol/l，0.15mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至750℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例7

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、氯化鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.85mol/l，1.6mol/l，0.15mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至750℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例8

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、硝酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.85mol/l，1.6mol/l，0.15mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至1200℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例9

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、硝酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.85mol/l，1.6mol/l，0.15mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至500℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例10

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、硝酸鋁和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為0.7125mol/l，0.4mol/l，0.04mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至750℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

實(shí)施例11

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰、硝酸銅和水混合，配制成硝酸錳、硝酸鋰和硝酸鋁濃度分別為2.85mol/l，1.6mol/l，0.15mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至750℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

對(duì)比例1

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法除了步驟(1)所述混合溶液不與乙炔黑混合外，其他條件均與實(shí)施例1相同。

對(duì)比例2

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)以50％硝酸錳溶液、硝酸鋰水混合，配制成硝酸錳和硝酸鋰濃度分別為3mol/l，1.6mol/l的混合溶液，將8ml所述混合溶液與1g乙炔黑均勻混合，將混合物在烘箱中先65℃熱處理4h，接著80℃處理1h，得到前驅(qū)體；

(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體升溫至350℃燒結(jié)4h，再升溫至750℃燒結(jié)8h，冷卻至室溫，即得到鋰離子電池正極材料。

將實(shí)施例1-11以及對(duì)比例1和2制備得到的鋰離子電池正極材料，在氬氣保護(hù)的手套箱中組裝成實(shí)驗(yàn)扣式鋰離子電池，對(duì)上述鋰離子電池的比容量、倍率性能和循環(huán)次數(shù)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1

從表1可以看出，實(shí)施例1-11制備得到的鋰離子電池正極材料組裝成的實(shí)驗(yàn)扣式鋰離子電池的比容量最大為102ma·h/g(1c)，循環(huán)次數(shù)可達(dá)300次，而對(duì)比例1制備過程中未加入乙炔黑，實(shí)驗(yàn)扣式鋰離子電池的比容量?jī)H為33ma·h/g(1c)，循環(huán)次數(shù)僅為100次，對(duì)比例2為摻雜金屬鋁，導(dǎo)致扣式鋰離子電池的比容量?jī)H為52ma·h/g(1c)，循環(huán)次數(shù)僅為200次。

如圖2所示，實(shí)施例5鋁摻雜量為實(shí)施例4的一半，仍然能得到多孔球形結(jié)構(gòu)。如圖3所示，由于實(shí)施例6未進(jìn)行第一燒結(jié)，因此制備得到的正極材料無法形成球形結(jié)構(gòu)。如圖5所示，實(shí)施例8制備得到的鋰離子電池正極材料的形貌出現(xiàn)出現(xiàn)團(tuán)聚、粗化，這是由于第二燒結(jié)溫度過高導(dǎo)致的。如圖6所示，實(shí)施例9制備得到的鋰離子電池正極材料的倍率性能要低于實(shí)施例4，這是由于第二燒結(jié)溫度過低導(dǎo)致產(chǎn)物結(jié)晶度低，性能較差。如圖8所示，當(dāng)摻雜金屬為銅時(shí)，所制備得到的正極材料人可以形成球狀結(jié)構(gòu)。如圖9所示，由于對(duì)比例2未添加摻雜金屬，所制備得到的正極材料為分散顆粒結(jié)構(gòu)，不能形成球狀結(jié)構(gòu)。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。