CN103794782A - 一种富锂锰基材料、其制备方法及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种富锂锰基材料及其制备方法，相对传统制备方法具有较高的容量。所述富锂锰基材料通式为：xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2，0.4≤x≤0.7，M为掺杂元素，0.01<y<0.05，该富锂锰基材料经过混合金属氧化物包覆及M金属掺杂两道改性，提高了材料的导电性和高电压下材料的稳定性，使得该产品具有较高的容量和循环性能好等优点。另外，本发明提出了采用该富锂锰基材料为正极材料的锂离子电池。

Description

一种富锂锰基材料、其制备方法及锂离子电池
技术领域
本发明涉及一种较高容量富锂锰基材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池已经在小型锂电例如手机、电动工具、电脑等电子设备上大量使用。目前已经开始逐步使用在电动自行车和一些短程电动汽车上。随着科学的不断发展，人们对锂离子电池的能量密度也有了更高的期盼。
正极材料是决定锂电能量密度最为关键的材料之一，决定了锂离子电池的大部分性能。而现有应用在电动自行车、电动汽车上的所用传统的锰酸锂、磷酸铁锂动力电池能量密度只能达到150Wh/kg左右，远远不能满足电动汽车长距离续航的需求。因此高容量、高电压的富锂锰基正极材料成为了研究的热点。该材料的使用可以使电池能量密度有望达到300Wh/kg，大大延长电动汽车的续航里程。
目前传统的富锂锰基工业化合成方法主要集中在液相共沉淀、溶胶凝胶法。虽然理论上说共沉淀法生产的材料是分子级的混合，并且杂质离子很容易除去，但是共沉淀法生产中的波动很难控制，并且由于沉淀时多元素的沉淀系数不同很容易导致产物的组分并不均匀。溶胶凝胶法生产成本较高，并且由于很难连续生产，批次的一致性难以保证。
发明内容
本发明提出一种富锂锰基材料、其制备方法及锂离子电池，以解决现有富锂锰基材料制备方法的缺陷。
为实现上述目的，本发明提出一种富锂锰基材料，该富锂锰基材料化学式为：xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2，0.4≤x≤0.7，M为掺杂元素，0.01<y<0.05，所述富锂锰基材料经过混合金属氧化物包覆。
其中，所述混合金属氧化物为两种金属氧化物混合，其中一种金属氧化物摩尔数是另一种金属氧化物摩尔数的2～20%，所述混合金属氧化物选自Mg、Ti、V、Mn或Al的氧化物中的两种。
所述富锂锰基材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的掺杂元素氧化物M为Ti、B中的一种或两种，其中Ti的氧化物为二氧化钛，B的氧化物为三氧化二硼。
为实现上述目的，本发明提出一种锂离子电池，采用上述的富锂锰基材料作为正极材料。
而且，为实现上述目的，本发明提出一种富锂锰基材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：根据富锂锰基材料化学式xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的组分按照化学计量称取锂源、锰源、镍源、钴源和掺杂元素氧化物原料于溶剂中混合,并对原料进行搅拌湿磨，将其混合均匀；
步骤2：在步骤1的混合均匀的浆料转移到砂磨机进行超细粉碎和分散，形成悬浊液；
步骤3：将步骤2中的悬浊液进行喷雾造粒得到富锂锰基前驱体；
步骤4：将步骤3的富锂锰基前驱体进行低温烧结和高温烧结后得到初步的富锂锰基材料。
步骤5：将步骤4所烧结完成的初步的富锂锰基材料加入到反应釜，并向反应釜中加入溶剂和混合金属元素包覆剂，在反应釜中搅拌均匀后转移至双锥干燥中除去溶剂，最后将粉体经过二次烧结最终得到掺杂元素且经所述混合金属氧化物包覆改性的高容量富锂锰基固溶体正极材料。
而且，所述步骤1中富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的掺杂元素M为Ti、B中的一种或两种，其中0.01<y<0.05。
而且，所述步骤1中的所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂或草酸锂中的至少一种；所述锰源选自醋酸锰、硝酸锰、二氧化锰、四氧化三锰或碳酸锰中的至少一种；所述镍选自草酸镍、碳酸镍或硝酸镍中的至少一种；所述钴源选自醋酸钴、硝酸钴、碳酸钴或氢氧化钴中的至少一种。
而且，所述步骤1的搅拌湿磨是将所述原料加入球磨机中，然后加入溶剂进行搅拌湿磨2～4h，搅拌速度为20～40Hz。
而且，所述步骤1及所述步骤5中，所述溶剂选自乙醇、异丙醇或水中的一种或几种的混合物，其添加量为使得浆料固含量在20%～25%。
而且，所述步骤2的超细粉碎是在砂磨机中以15～25Hz转速下进行超细粉碎、分散4～6h，使得颗粒粒径达到500nm以下。
而且，所述步骤3中的喷雾造粒是将步骤2中的悬浊液打入离心式喷雾干燥塔进行喷雾造粒；所述喷雾干燥塔中的雾化器转速频率为250Hz以上；并且所述离心式喷雾干燥塔的进料温度为150～180℃，出料温度为70～110℃。
而且，所述步骤4中，所述富锂锰基前驱体的烧结，低温烧结时在250～350℃下保温2～4小时，高温烧结时在850～950℃保温8～12小时。
而且，所述步骤5中，混合金属元素包覆剂为两种以上金属化合物对材料进行包覆，所述金属化合物为金属盐或金属氧化物经过烧结后以金属氧化物的形式留在材料表面成为两种金属氧化物包覆，所述两种金属氧化物的其中一种为帮助材料降低首次不可逆容量的V、Mn氧化物中的一种，另外一种为增加导电性和阻止材料和电解液反应的Mg、Al氧化物中的一种，并且后者的加入量为前者加入量摩尔数的2%～20%，总加入量不超过富锂锰基固溶体材料摩尔数的8%。
而且，所述步骤5中，所述二次烧结温度在400～500℃下烧结保持3～6h。
本发明为一种较高容量的富锂锰基材料的制备方法，采用了一种纳米混料和喷雾干燥法生产，保证了生产过程中各组分均匀性，在合成过程中采用了金属掺杂和混合金属氧化物包覆工艺，使得最终的材料发挥出较高的容量和循环稳定性。
附图说明
图1是实施例1中所制备的富锂锰基固溶体电镜图；
图2是实施例1中所制备的富锂锰基固溶体材料在4.8V、0.1C下首次充放电性能图；
图3是实施例1中所制备的富锂锰基固溶体材料4.6V、0.1C下充放电曲线图。
图4是实施例1中所制备的富锂锰基固溶体材料扣式电池4.6V下循环容量保持率。
图5是对比例1中所制备富锂锰基固溶体材料在4.8V、0.1C下首次充放电性能图；
图6是对比例1中所制备富锂锰基固溶体材料在4.6V、0.1C充放电性能图；
图7是对比例1中所制备富锂锰基固溶体材料扣式电池在4.6V循环容量保持率。
具体实施方式
本发明提出一种富锂锰基材料，该富锂锰基材料化学式为：xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2，0.4≤x≤0.7，M为掺杂元素，0.01<y<0.05，所述富锂锰基材料经过混合金属氧化物包覆。
本发明的技术方案中，所述混合金属氧化物为两种金属氧化物混合，其中一种金属氧化物摩尔数是另一种金属氧化物摩尔数的2～20%，所述混合金属氧化物选自Mg、Ti、V、Mn或Al的氧化物中的两种。所述富锂锰基材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的掺杂元素氧化物M为Ti、B氧化物中的一种或两种，其中Ti的氧化物为二氧化钛，B的氧化物为三氧化二硼。
另外，本发明提出一种锂离子电池，采用上述的富锂锰基材料作为正极材料。
本发明提供一种高容量富锂锰基材料制备方法，该正极材料化学式可以表示为：xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2，其中0.4≤x≤0.7，M为掺杂元素，0.01<y<0.05。并且材料经过混合金属氧化物包覆及金属掺杂。
所述高容量富锂锰基材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1:根据富锂锰基材料化学式xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的组分按照化学计量称取锂源、锰源、镍源、钴源和掺杂元素化合物原料溶剂中混合,并对原料进行搅拌湿磨，将其混合均匀；
步骤2：在步骤1的混合均匀的浆料转移到砂磨机进行超细粉碎和分散，形成悬浊液；
步骤3：将步骤2中的悬浊液进行喷雾造粒得到富锂锰基前驱体；
步骤4：将步骤3的富锂锰基前驱体进行低温烧结和高温烧结后得到初步的富锂锰基材料。
步骤5：将步骤4所烧结完成的初步富锂锰基材料加入到反应釜，并向反应釜中加入溶剂和混合金属元素包覆剂，在反应釜中搅拌均匀后转移至双锥干燥中除去溶剂。最后将粉体经过二次烧结最终得到掺杂、包覆改性的高容量富锂锰基固溶体正极材料。
根据上述方案，所述步骤1中xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2富锂锰基正极材料的掺杂元素化合物M为Ti、B氧化物中的一种或两种，其中Ti的氧化物为二氧化钛，B的氧化物为三氧化二硼，0.01<y<0.05。
根据上述方案，所述步骤1中的所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂或草酸锂中的至少一种；所述锰源选自醋酸锰、硝酸锰、二氧化锰、四氧化三锰或碳酸锰中的至少一种；所述镍选自草酸镍、碳酸镍或硝酸镍中的至少一种；所述钴源选自醋酸钴、硝酸钴、碳酸钴或氢氧化钴中的至少一种。
根据上述方案，所述步骤1的搅拌湿磨是将所述原料加入球磨机中，然后加入溶剂进行搅拌湿磨2～4h，其搅拌速度为20～40Hz。
根据上述方案，所述步骤1及步骤5中，所使用溶剂选自乙醇、异丙醇或水中的一种或几种混合物，其添加量为使得浆料固含量在20%～25%为宜。
根据上述方案，所述步骤2的超细粉碎是在砂磨机中以15～25Hz转速下进行超细粉碎、分散4～6h，使得颗粒粒径达到500nm以下。
根据上述方案，所述步骤3中的喷雾造粒是将步骤2中的悬浊液打入离心式喷雾干燥塔进行喷雾造粒；其中喷雾干燥塔中的雾化器转速频率为250Hz以上。并且所述离心式喷雾干燥塔的进料温度为150～180℃，出料温度为70～110℃。
根据上述方案，所述步骤4所述富锂锰基前驱体的烧结，低温烧结时在250～350℃下保温2～4小时，高温烧结时在850～950℃保温8～12小时。
根据上述方案，所述步骤5中的所述混合金属元素包覆剂为两种以上金属化合物对材料进行包覆，金属化合物可以为金属盐或金属氧化物经过烧结后以金属氧化物的形式留在材料表面成为金属氧化物包覆。所述两种混合金属氧化物包覆，其中一种为可以帮助材料降低首次不可逆容量的V、Mn氧化物中的一种，另外一种为可以增加导电性和阻止材料和电解液反应的Mg、Al氧化物中的一种。并且后者的加入量为前者加入量摩尔数的2%～20%。总加入量不超过富锂锰基固溶体材料摩尔数的8%。
根据上述方案，所述步骤5中材料的二次烧结温度在400～500℃下烧结保持3～6h。
下面采用实施例对本发明进行进一步的描述。
实施例1
0.5Li2MnO3·0.5Li(Ni0.68Mn0.15Co0.15Ti0.02)O2材料的合成；将碳酸锂、醋酸锰、碳酸镍镍、碳酸钴、二氧化钛按照摩尔数之比为Li：Mn：Ni：Co：Ti=1.25：0.46：0.244：0.06：0.016总共称量10kg加入到循环式搅拌球磨机中，并且向球磨机中加入35Kg去离子水进行搅拌球磨，搅拌频率30Hz，经过2h球磨后，将浆料打入砂磨机。
调节磨机转速频率在25Hz，分散研磨5h，颗粒粒径D50达到300nm后停止。将浆料打入到喷雾干燥塔中进行喷雾造粒，喷雾干燥调节入口温度为180℃，出口温度为105℃。调节雾化盘转速350Hz，得到前驱体。
将富锂锰基固溶体前驱体装入匣钵放入马弗炉中在350℃保温4h，以2℃/min升至900℃保温12h烧结得到0.5Li2MnO3·0.5Li(Ni0.68Mn0.15Co0.15Ti0.02)O2富锂锰基初步材料。将初步得到的富锂锰基材料投入混合釜中，加入摩尔比5%的醋酸锰和0.3%异丙醇铝，并加入乙醇溶剂，使得浆料的固含量在25%。混合釜内控制温度在50℃，以15Hz的搅拌速度进行混合包覆，1小时后将浆料导出到双锥干燥塔中进行干燥，将干燥后的粉体放入马弗炉，500℃烧结6h，得到最终富锂锰基粉体材料。通过扫描电镜对实施例1中的富锂锰基材料进行分析，得到扫描电镜照片（如图1所示）。可以看出所制备的富锂锰基材料具有良好的球形度，颗粒表面光滑平润，一次颗粒基本纳米化。对粉体材料采用扣式电池进行测试，将粉体、导电炭黑、PVDF按照质量比8:1:1混合，采用LiPF6/EC+DMC+EMC（1:1:1）的电解液体系，负极采用金属锂片。在0.1C倍率，2.0～4.8V充放电电压下进行测试，首次放电容量高达306.45mAh/g，首次效率81.6%，显示出较好的电化学性能（如图2所示）。4.6V下，0.1C放电容量达到266.5mAh/g（如图3所示），循环150周容量保持率85.9%（如图4所示），具有较好的容量保持率。
实施例2
0.6Li2MnO3·0.4Li(Ni0.65Mn0.15Co0.15Ti0.05)O2材料的合成；将碳酸锂、醋酸锰、碳酸镍镍、碳酸钴、二氧化钛按照摩尔数之比为Li：Mn：Ni：Co：Ti=1.27：0.51：0.2：0.045：0.015总共称量10kg加入到循环式搅拌球磨机中，并且向球磨机中加入30Kg异丙醇溶剂进行搅拌球磨，搅拌频率20Hz，经过4h球磨后，将浆料打入砂磨机。
调节磨机转速频率在20Hz，分散研磨6h，颗粒粒径D50达到300nm后停止。将浆料打入到喷雾干燥塔中进行喷雾造粒，喷雾干燥调节入口温度为150℃，出口温度为75℃。调节雾化盘转速300Hz，得到前驱体。
将富锂锰基固溶体前驱体装入匣钵放入马弗炉中在330℃保温4h，以2℃/min升至910℃保温12h烧结得到0.6Li2MnO3·0.4Li(Ni0.65Mn0.15Co0.15Ti0.05)O2富锂锰基初步材料。将初步得到的富锂锰基材料投入混合釜中，加入摩尔比6%的醋酸锰和0.4%异丙醇铝，并加入乙醇溶剂，使得浆料的固含量在25%。混合釜内控制温度在55℃，以20Hz的搅拌速度进行混合包覆，1.5小时后将浆料导出到双锥干燥塔中进行干燥，将干燥后的粉体放入马弗炉，450℃烧结5h，得到最终富锂锰基粉体材料。按照与实施例1相同的方法进行了半电池测试,材料在0.1C倍率，2.0～4.8V充放电电压下进行测试，首次放电容量达到309.2mAh/g，首次效率80.1%。4.6V下，0.1C放电容量达到267.6mAh/g，循环150周容量保持率83.3%。
实施例3
0.7Li2MnO3·0.3Li(Ni0.68Mn0.15Co0.15B0.02)O2材料的合成；将氢氧化锂、碳酸锰、碳酸镍、碳酸钴、三氧化二硼按照摩尔数之比为Li：Mn：Ni：Co：B=1.3：0.55：0.151：0.033：0.004总共称量10kg加入到循环式搅拌球磨机中，并且向球磨机中加入25Kg乙醇溶剂进行搅拌球磨，搅拌频率25Hz，经过4h球磨后，将浆料打入砂磨机。
调节磨机转速频率在20Hz，分散研磨6h，颗粒粒径D50达到300nm后停止。将浆料打入到喷雾干燥塔中进行喷雾造粒，喷雾干燥调节入口温度为150℃，出口温度为80℃。调节雾化盘转速300Hz，得到前驱体。
将富锂锰基固溶体前驱体装入匣钵放入马弗炉中在300℃保温4h，以2℃/min升至920℃保温12h烧结得到0.7Li2MnO3·0.3Li(Ni0.68Mn0.15Co0.15B0.02)O2富锂锰基初步材料。将初步得到的富锂锰基材料投入混合釜中，加入摩尔比6%的五氧化二钒和0.5%异丙醇铝，并加入乙醇溶剂，使得浆料的固含量在20%。混合釜内控制温度在55℃，以20Hz的搅拌速度进行混合包覆，2小时后将浆料导出到双锥干燥塔中进行干燥，将干燥后的粉体放入马弗炉，500℃烧结5h，得到最终富锂锰基粉体材料。按照与实施例1相同的方法进行了半电池测试,材料在0.1C倍率，2.0～4.8V充放电电压下进行测试，首次放电容量达到313.7mAh/g，首次效率78.5%。4.6V下，0.1C放电容量达到270.4mAh/g，循环150周容量保持率78.8%。
对比例1
0.5Li2MnO3·0.5Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2材料的合成；将硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴按照摩尔数之比为Mn：Ni：Co=1：0.38：0.19加入反应釜中，加入适量水搅拌形成溶液，配成混合浓度为1mol/L的溶液10L，同样配置10L浓度为2mol/L的NaOH和0.1mol/L的氨水混合沉淀剂，溶液温度50℃。以100ml/min的速度将沉淀剂滴加到反应釜中进行沉淀。反应完成后将溶液过滤洗涤并且干燥形成富锂锰基前驱体。锂摩尔数和锰摩尔数Li:Mn=2.33将氢氧化锂和富锂锰基前驱体进行混合，最后将混合均匀的粉体材料在马弗炉中以400℃保温4小时，在940℃下保温10h最终得到0.5Li2MnO3·0.5Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2富锂锰基材料。
按照与实施例1相同的方法进行了半电池测试,材料在0.1C倍率，2.0～4.8V充放电电压下进行测试，首次放电容量达到251mAh/g（如图5所示），首次效率70.3%。4.6V下，0.1C放电容量达到221.3mAh/g（如图6所示），循环70周容量保持率将至73.8%（如图7所示）。
通过试验发现采用较高容量的Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2三元体系与富锂锰基材料固溶，采用喷雾干燥法进行制备，并且对材料同时进行了金属掺杂和混合金属包覆，金属掺杂可以使晶体产生缺陷，有利于Li离子的迁移。而在混合金属包覆中，一种元素可以嵌锂提高材料的可以容量容量，另外一种可以阻止材料和电解液反应。相比传统共沉淀法所制备的0.5Li2MnO3·0.5Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2化合物不仅在容量上大大超出，并且在循环稳定性上也表现优越。
根据本发明所提供的制备方法，在设计富锂锰基固溶体上采用更高容量的Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2的三元体系和富锂锰基材料进行固溶。为了解决这种高容量材料的不稳定性和循环差等缺点，本发明采用了金属掺杂及混合金属包覆的表面修饰等方法对其进行了改性提升。首先在混料中加入了掺杂元素氧化物，掺杂微量高价态、大原子半径的掺杂金属可以导致晶体中出现缺陷，导致晶胞出现裂隙，有利于Li离子的脱出，增强材料的充放电能力。另外同时采用了混合金属氧化物包覆，其中一种金属氧化物可以嵌入Li离子，从而大大降低材料充放电过程中的不可逆容量。另外一种金属包覆化合物包覆在材料表面可以对材料进行保护，防止材料和电解液的反应速度，从而增强了材料在高电压充放电时的材料稳定性。两种金属包覆剂同时加入相互融合，并且其中一种金属氧化物大大少于另外一种金属氧化物，烧结后会在材料表面形成类似合金的混合晶体，通常合金金属会比单一组分金属具有更高的导电率，因此，本发明经过此方法进一步增强了材料的电导率，使得材料可以发挥出更高的容量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种富锂锰基材料，其特征在于，该富锂锰基材料化学式为：xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2，0.4≤x≤0.7，M为掺杂元素，0.01<y<0.05，所述富锂锰基材料经过混合金属氧化物包覆。
2.根据权利要求1所述的富锂锰基材料，其特征在于，所述混合金属氧化物为两种金属氧化物混合，其中一种金属氧化物摩尔数是另一种金属氧化物摩尔数的2～20%，所述混合金属氧化物选自Mg、Ti、V、Mn或Al的氧化物中的两种。
3.根据权利要求1所述的富锂锰基材料，其特征在于，所述富锂锰基材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的掺杂元素氧化物M为Ti、B中的一种或两种，其中Ti的氧化物为二氧化钛，B的氧化物为三氧化二硼。
4.一种锂离子电池，采用权利要求1所述的富锂锰基材料作为正极材料。
5.一种富锂锰基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据富锂锰基材料化学式xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的组分按照化学计量称取锂源、锰源、镍源、钴源和掺杂元素氧化物原料于溶剂中混合,并对原料进行搅拌湿磨，将其混合均匀；
步骤2：在步骤1的混合均匀的浆料转移到砂磨机进行超细粉碎和分散，形成悬浊液；
步骤3：将步骤2中的悬浊液进行喷雾造粒得到富锂锰基前驱体；
步骤4：将步骤3的富锂锰基前驱体进行低温烧结和高温烧结后得到初步的富锂锰基材料。
步骤5：将步骤4所烧结完成的初步的富锂锰基材料加入到反应釜，并向反应釜中加入溶剂和混合金属元素包覆剂，在反应釜中搅拌均匀后转移至双锥干燥中除去溶剂，最后将粉体经过二次烧结最终得到元素掺杂且经所述混合金属氧化物包覆改性的高容量富锂锰基固溶体正极材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni0.7-yMn0.15Co0.15My)O2的掺杂元素M为Ti、B中的一种或两种，其中0.01<y<0.05。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂或草酸锂中的至少一种；所述锰源选自醋酸锰、硝酸锰、二氧化锰、四氧化三锰或碳酸锰中的至少一种；所述镍选自草酸镍、碳酸镍或硝酸镍中的至少一种；所述钴源选自醋酸钴、硝酸钴、碳酸钴或氢氧化钴中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1的搅拌湿磨是将所述原料加入球磨机中，然后加入溶剂进行搅拌湿磨2～4h，搅拌速度为20～40Hz。
9.根据权利要求5所述的制备方法，所述步骤1及所述步骤5中，所述溶剂选自乙醇、异丙醇或水中的一种或几种的混合物，其添加量为使得浆料固含量在20%～25%。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2的超细粉碎是在砂磨机中以15～25Hz转速下进行超细粉碎、分散4～6h，使得颗粒粒径达到500nm以下。
11.根据权利要求5所述的制备方法，所述步骤3中的喷雾造粒是将步骤2中的悬浊液打入离心式喷雾干燥塔进行喷雾造粒；所述喷雾干燥塔中的雾化器转速频率为250Hz以上；并且所述离心式喷雾干燥塔的进料温度为150～180℃，出料温度为70～110℃。
12.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述富锂锰基前驱体的烧结，低温烧结时在250～350℃下保温2～4小时，高温烧结时在850～950℃保温8～12小时。
13.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，混合金属元素包覆剂为两种以上金属化合物对材料进行包覆，所述金属化合物为金属盐或金属氧化物经过烧结后以金属氧化物的形式留在材料表面成为两种金属氧化物包覆，所述两种金属氧化物的其中一种为帮助材料降低首次不可逆容量的V、Mn氧化物中的一种，另外一种为增加导电性和阻止材料和电解液反应的Mg、Al氧化物中的一种，并且后者的加入量为前者加入量摩尔数的2%～20%，总加入量不超过富锂锰基固溶体材料摩尔数的8%。
14.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，所述二次烧结温度在400～500℃下烧结保持3～6h。
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