CN109537054A - 一种高倍率富锂锰基正极材料单晶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高倍率富锂锰基正极材料单晶及其制备方法，本发明是要解决现有富锂锰基正极材料的倍率性能差、循环性能差、压实密度小和能量密度低的技术问题。本发明的富锂锰基正极材料的通式为xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2(0<x<1)。制法包括三个主要步骤：一、将含锰元素可溶性盐溶液，沉淀剂溶液和缓冲溶液同时加入到反应釜内，调控溶液电位‑1V～‑0.001V，得锰基共沉淀物；二、用氧化性物质将锰基共沉淀产物氧化为复合锰基金属前驱体；三、将复合金属前驱体、锂源化合物和助剂A混合均匀后煅烧得富锂锰基正极材料单晶。此方法合成的富锂锰基正极材料在5.0C倍率下放电比容量可达180mAh g‑1以上，可用于锂离子电池中。

Description

一种高倍率富锂锰基正极材料单晶及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子二次电池用前驱体及正极材料技术，尤其涉及一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法。
背景技术
随着人们对新能源电动汽车续航里程要求的提高，寻找高能量密度和高功率密度的锂离子电池成为研究者关注的焦点，而正极材料是制约锂离子电池比容量、能量密度和功率密度的关键部分之一。在现在研究的锂离子电池正极材料中，富锂锰基正极材料由于放电比容量高(>250mAh/g)，价格低和原料低毒性，被认为是动力锂离子电池理想的正极材料之一。然而这种材料在实际应用过程中还存在一定的缺陷，其中首次库伦效率低、倍率性能差和循环性能差的问题严重的阻碍了其实际的应用。
富锂锰基正极材料的首次库仑效率较低，其值通常小于80％。富锂锰基正极材料另一个的问题是倍率性能较差，较差的倍率性能严重影响了其应用过程中功率密度。引起差倍率性能的原因包括Li2MnO3复合物中Mn4+离子的绝缘性，粒子和电解液界面之间的较大的传输电阻，循环期间形成低电导率正极电解液界面膜(CEI)，差的脱锂动力学及其合成的富锂锰基正极材料的脱锂面较小。富锂锰基材料在小倍率0.1C或低于0.1C时放电比容量可超过250mAh/g，但该材料在0.5C条件下放电比容量一般低于200mAh/g，1C放电比容量为150mAh/g或者更低，严重限制了其在电池中的使用。
发明内容
本发明是要解决现有的富锂锰基正极材料首次库伦效率低、倍率性能差、循环性能差、压实密度小和能量密度低的技术问题，而提供一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法。
本发明的富锂锰基正极材料是由0.1um～10um的正方体、长方体、六面体、四面体、八面体一种或其中几种多面体单晶组成。
上述的高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0<x<1)中元素的化学计量比称取锰元素的可溶性盐和过渡金属元素(M)的可溶性盐，将锰元素的可溶性盐和M元素分别配制可溶性溶液；其中M为Mn、Ni、Co、Cr、B、Fe、Ti、V、Zn、Mg、Al、Mo、Se、Sb、Te、Ru、W中的任意一种或其中几种组合；然后将锰溶液、M溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，同时加入助剂A调控反应溶液的电位值至-1V～-0.001V，并且持续向反应釜内通入氮气保护，在温度为20℃～100℃、pH值为7.0～14.0的条件下搅拌反应1～50小时，然后过滤，洗涤，干燥，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物加入一定量助剂B，球磨、洗涤、干燥得到锰基复合金属前驱体；
三、按步骤一中含锰元素的可溶性盐和M元素的可溶性盐的物质的量之和的1～2倍称取锂源化合物，再将锂源化合物与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以0.5～10℃/min的升温速度加热到200～600℃，保温4～24h；然后再以0.5～10℃/min的升温速度加热到600～1000℃，煅烧6～40h，降温，得到微纳米单晶富锂锰基正极材料。
本发明的高倍率富锂锰基正极材料单晶的微观形貌为0.1um-10um的正方体、长方体、六面体、四面体、八面体一种或其中几种多面体单晶颗粒。其晶体结构为单斜晶系的Li2MnO3和六方晶系的LiMO2(M＝Mn、Ni、Co、Cr、B、Fe、Ti、V、Zn、Mg、Al、Mo、Se、Sb、Te、Ru、W中的任意一种或其中几种组合)层状复合结构。锂离子电池正极活性物质采用本发明的富锂锰基正极材料单晶时，在25℃、2.5-4.6V截止电压时，在0.1C(1.0C＝250mA/g)倍率下首次放电容量为270mAh/g以上，首次充放电库仑效率为88％以上；该富锂锰基正极材料单晶在5.0C倍率下放电容量仍达180mAh/g，1.0C倍率下仍有0.1C倍率下放电容量的80％以上，明显高于现在所报道的富锂锰基正极材料倍率性能；该富锂锰硒基正极材料在1.0C倍率下，循环200周容量保持率达90％以上，因此此富锂锰基正极材料单晶具有较好的首次库伦效率、倍率性能和循环性能。可用于锂离子电池中。
附图说明
图1为试验1制备的富锂锰基正极材料单晶的SEM图；
图2为试验1制备的富锂锰基正极材料单晶的XRD图；
图3为试验1制备的富锂锰基正极材料单晶的首次充放电曲线图；
图4试验1制备的富锂锰基正极材料单晶的循环性能图；
图5试验1制备的富锂锰基正极材料单晶的倍率性能图。
具体实施方式
具体实施方式一：本发明的高倍率富锂锰基正极材料单晶是由0.1um-10um的正方体、长方体、六面体、四面体、八面体一种或其中几种多面体单晶组成。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0<x<1)中元素的化学计量比称取可溶性硫酸锰和M元素配制成可溶性溶液；其中M为Mn、Ni、Co、Cr、B、Fe、Ti、V、Zn、Mg、Al、Mo、Se、Sb、Te、Ru、W中的任意一种或其中几种组合；然后将硫酸锰、M溶液、沉淀剂氢氧化钠溶液和络合剂氨水溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，同时加入助剂硼氢化钠溶液调控反应溶液的电位值至-1V～-0.001V，并且持续向反应釜内通入氮气保护，在温度为20℃～100℃、pH值为7.0～14.0的条件下搅拌反应1～50小时，然后过滤，洗涤，100℃下干燥12h，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物加入一定量助剂过氧乙酸，球磨6h、洗涤、在通入含氧气体条件下50～500℃干燥1-24h得到锰基复合金属前驱体；
三、按步骤一中可溶性硫酸锰和M元素的可溶性盐的物质的量之和的1～2倍称取碳酸锂，再将碳酸锂与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以0.5～10℃/min的升温速度加热到200～600℃，保温4～24h；然后再以0.5～10℃/min的升温速度加热到600～1000℃，煅烧6～40h，降温，得到富锂锰基正极材料单晶。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一所述的可溶性硫酸锰替换为氯化锰、硝酸锰、醋酸锰、草酸亚锰一种或其中几种组合。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是步骤一中所述的沉淀剂氢氧化钠溶液替换为氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、草酸钠、草酸钾、草酸铵一种或其中几种溶液组合。其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是步骤一所述的络合剂氨水溶液替换为EDTA(乙二胺四乙酸)、DTPA(二乙基三胺五乙酸)、乙二胺、柠檬酸三铵、醋酸钠、巯基乙酸，硫脲的一种或其中几种组合；其它与具体实施方式二至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是步骤一中所述的助剂硼氢化钠溶液替换为水合肼溶液、抗坏血酸、氯化亚铁溶液、碘化氢溶液、硫化氢溶液、柠檬酸钠溶液的一种或其中几种组合；其它与具体实施方式二至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是步骤二所述的助剂过氧乙酸替换为溴水、次氯酸、次氯酸盐、氯酸、氯酸盐、亚氯酸、亚氯酸盐、溴酸、溴酸盐、正高碘酸、硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、过氧苯甲酸的一种或其中几种组合；其它与具体实施方式二至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是于步骤三中碳酸锂替换为氢氧化锂、氧化锂、磷酸锂、草酸锂或硝酸锂的一种或其中几种组合；其它与具体实施方式二至八之一相同。
具体实施方式九：具体实施方式一所述的富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0<x<1)中元素的化学计量比称取可溶性硫酸锰和M元素配制成可溶性溶液；其中M为Mn、Ni、Co、Cr、B、Fe、Ti、V、Zn、Mg、Al、Mo、Se、Sb、Te、Ru、W中的任意一种或其中几种组合；然后将硫酸锰、M溶液、沉淀剂碳酸钠溶液和络合剂氨水溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，同时加入助剂硼氢化钠溶液调控反应溶液的电位值至-1V，并且持续向反应釜内通入氮气保护，在温度为20℃、pH值为7.0的条件下搅拌反应1小时，然后过滤，洗涤，100℃下干燥12h，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物加入一定量助剂过氧乙酸，球磨6h、洗涤、在通入含氧气体条件下200℃干燥1h得到锰基复合金属前驱体；
三、按步骤一中可溶性硫酸锰和M元素的可溶性盐的物质的量之和的1.2倍称取碳酸锂，再将碳酸锂与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以0.5℃/min的升温速度加热到200℃，保温4h；然后再以0.5℃/min的升温速度加热到1000℃，煅烧6h，降温，得到富锂锰基正极材料单晶。
具体实施方式十：具体实施方式一所述的富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0<x<1)中元素的化学计量比称取可溶性硫酸锰和M元素配制成可溶性溶液；其中M为Mn、Ni、Co、Cr、B、Fe、Ti、V、Zn、Mg、Al、Mo、Se、Sb、Te、Ru、W中的任意一种或其中几种组合；然后将硫酸锰、M溶液、沉淀剂氢氧化钠溶液和络合剂氨水溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，同时加入助剂水合肼溶液调控反应溶液的电位值至-0.001V，并且持续向反应釜内通入氮气保护，在温度为100℃、pH值为14.0的条件下搅拌反应50小时，然后过滤，洗涤，100℃下干燥12h，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物加入一定量助剂过氧乙酸，球磨6h、洗涤、在通入含氧气体条件下300℃干燥12h得到锰基复合金属前驱体；
三、按步骤一中可溶性硫酸锰和M元素的可溶性盐的物质的量之和的1.5倍称取碳酸锂，再将碳酸锂与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以5℃/min的升温速度加热到600℃，保温24h；然后再以5℃/min的升温速度加热到700℃，煅烧40h，降温，得到富锂锰基正极材料单晶。
具体实施方式十一：具体实施方式一所述的富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0<x<1)中元素的化学计量比称取可溶性硫酸锰和M元素配制成可溶性溶液；其中M为Mn、Ni、Co、Cr、B、Fe、Ti、V、Zn、Mg、Al、Mo、Se、Sb、Te、Ru、W中的任意一种或其中几种组合；然后将硫酸锰、M溶液、沉淀剂氢氧化钠溶液和络合剂氨水溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，同时加入助剂硼氢化钠溶液调控反应溶液的电位值至-0.05V，并且持续向反应釜内通入氮气保护，在温度为70℃、pH值为12.0的条件下搅拌反应35小时，然后过滤，洗涤，100℃下干燥12h，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物加入一定量助剂过氧乙酸，球磨6h、洗涤、在通入含氧气体条件下500℃干燥6h得到锰基复合金属前驱体；
三、按步骤一中可溶性硫酸锰和M元素的可溶性盐的物质的量之和的2.0倍称取碳酸锂，再将碳酸锂与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以10℃/min的升温速度加热到400℃，保温12h；然后再以10℃/min的升温速度加热到800℃，煅烧20h，降温，得到富锂锰基正极材料单晶。
用以下实施例验证本发明的有益效果：
试验1：本试验的富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式0.5Li2MnO3·0.5LiMn0.4Co0.2Ni0.4O2中元素的化学计量比称取237克一水硫酸锰、56.2克七水硫酸钴和105.2克六水硫酸镍，将它们加入1.0升水中配制成混合溶液；将160克氢氧化钠加入到1.0升水中，得到氢氧化钠混合溶液，然后将金属混合溶液、氢氧化钠混合溶液、浓度为6％(质量分数)氨水缓冲溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，加入水合肼调控反应溶液的电位值至-0.01V，向反应釜内通入氮气保护，在温度为40℃、pH值为11.0的条件下搅拌反应12小时，然后过滤，洗涤，100℃干燥12h，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物与硝酸铵混合，球磨6h、去离子水洗，过滤，在通入含氧气体条件下300℃干燥12h，得到复合金属前驱体；
三、按步骤一中一水硫酸锰、七水硫酸钴和六水硫酸镍物质的量之和的1.5倍称取氢氧化锂，再将氢氧化锂与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以5℃/min的升温速度加热到500℃，保温12h；然后再以5℃/min的升温速度加热到900℃，煅烧24h，自然降温，得到富锂锰基正极材料单晶。
本试验得到的富锂锰基正极材料单晶的SEM图像如图1所示，由图像可见，富锂锰基正极材料单晶为0.1um-10um的多面体单晶组成。本试验得到的富锂锰基正极材料单晶的XRD谱图如图2所示，由图像可知，所得到的富锂锰基正极材料单晶是由单斜结构的Li2MnO3和六方层状结构的LiMn0.4Co0.2Ni0.4O2组成。
本试验制备的富锂锰基正极材料单晶做为锂离子电池正极活性物质制备电池，具体的步骤是：分别以本试验1制备的富锂锰基正极材料单晶为正极活性物质，以金属锂片为负极，以lmo1L-1LiPF6和EC/DMC(体积比l:l)为电解质，制备锂离子钮扣电池。然后测试电池的首次充放电曲线、倍率性能和循环性能，得到的首次充放电曲线图如3所示，从图3可以看出富锂锰基正极材料单晶具有较高的首次放电容量(270mAh/g)，较好的首次库仑效率(88％)；得到的循环性能图如图4所示，从图4可以看出富锂锰基正极材料单晶具有良好的循环性能，经200次充放电循环之后容量保持率达90％以上；得到的倍率性能图如图5所示，从图5可以看出富锂锰基正极材料单晶具有优秀的倍率性能，在5C(1250mA/g)电流充放电条件下，放电比容量仍可达180mAh/g。
试验2：本试验的富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式0.5Li2MnO3·0.5LiMn0.5Ni0.5O2中元素的化学计量比称取237克一水硫酸锰、56.2克七水硫酸钴和105.2克六水硫酸镍，将它们加入1.0升水中配制成混合溶液；将160克氢氧化钠加入到1.0升水中，得到氢氧化钠混合溶液，然后将金属混合溶液、氢氧化钠混合溶液、浓度为5％(质量分数)EDTA缓冲溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，加入硼氢化钠溶液调控反应溶液的电位值至-0.05V，向反应釜内通入惰性气体氮气保护，在温度为60℃、pH值为11.5的条件下搅拌反应12小时，然后过滤，洗涤，在100℃下干燥12小时，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物与过氧乙酸混合，球磨6h，去离子水洗，过滤，在300摄氏度下焙烧12小时之后得到复合金属前驱体；
三、按步骤一中一水硫酸锰、七水硫酸钴和六水硫酸镍物质的量之和的1.5倍称取氢氧化锂，再将氢氧化锂与步骤一得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以2℃/min的升温速度加热到600℃，保温12h；然后再以2℃/min的升温速度加热到850℃，煅烧24h，自然降温，得到富锂锰基正极材料单晶。
本试验制备的富锂锰基正极材料单晶做为锂离子电池正极活性物质制备电池，具体的步骤是：以本试验2制备的富锂锰基正极材料单晶为正极活性物质，以金属锂片为负极，以lmo1L-1LiPF6和EC/DMC(体积比l:l)为电解质，制备锂离子钮扣电池。然后测试电池的首次充放电曲线、倍率性能和循环性能，得出富锂锰硒基正极材料具有较高的首次放电容量(268mAh/g)，较好的首次库仑效率(85％)；具有优秀的倍率性能，在5C(1250mA/g)电流充放电条件下，放电容量仍可达185mAh/g；具有良好的循环性能，经200次充放电循环之后容量保持率达96％。
试验3：本试验的富锂锰基正极材料单晶的制备方法，按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式0.5Li2MnO3·0.5LiMn0.5Ni0.5O2中元素的化学计量比称取237克一水硫酸锰、56.2克七水硫酸钴和105.2克六水硫酸镍，将它们加入1.0升水中配制成混合溶液；将160克碳酸钠加入到1.0升水中，得到碳酸钠混合溶液，然后将金属混合溶液、碳酸钠混合溶液、浓度为8％(质量分数)EDTA缓冲溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，加入抗坏血酸溶液调控反应溶液的电位值至-0.001V，向反应釜内通入惰性气体氩气保护，在温度为80℃、pH值为7.5的条件下搅拌反应12小时，然后过滤，洗涤,100℃干燥12h，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物与10％的次氯酸钠溶液混合，球磨6h，去离子水洗，过滤，在500℃下焙烧6小时之后得到复合金属前驱体；
三、按步骤一中一水硫酸锰、七水硫酸钴和六水硫酸镍物质的量之和的1.5倍称取氢氧化锂，再将氢氧化锂与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以5℃/min的升温速度加热到400℃，保温12h；然后再以5℃/min的升温速度加热到850℃，煅烧24h，自然降温，得到富锂锰基正极材料单晶。
本试验制备的富锂锰基正极材料单晶做为锂离子电池正极活性物质制备电池，具体的步骤是：以本试验3制备的富锂锰基正极材料单晶为正极活性物质，以金属锂片为负极，以lmo1L-1LiPF6和EC/DMC(体积比l:l)为电解质，制备锂离子钮扣电池。然后测试电池的首次充放电曲线、倍率性能和循环性能，得出富锂锰基正极材料单晶具有较高的首次放电容量(266mAh/g)，较好的首次库仑效率(82％)；具有优秀的倍率性能，在5C(1250mA/g)电流充放电条件下，放电容量仍可达175mAh/g；具有良好的循环性能，经200次充放电循环之后容量保持率达90％。

Claims (9)

1.一种高倍率富锂锰基正极材料单晶，其特征在于该富锂锰基正极材料是由边长为0.1um-10um的正方体、长方体、六面体、四面体、八面体一种或其中几种多面体单晶组成。
2.权利要求1所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、按富锂锰基正极材料通式xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0<x<1)中元素的化学计量比称取锰元素的可溶性盐和过渡金属元素(M)的可溶性盐，将锰元素的可溶性盐和M元素分别配制可溶性溶液；其中M为Mn、Ni、Co、Cr、B、Fe、Ti、V、Zn、Mg、Al、Mo、Se、Sb、Te、Ru、W中的任意一种或其中几种组合；然后将锰溶液、M溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液用恒流泵同时加入到反应釜内，同时加入助剂A调控反应溶液的电位值至-1V～-0.001V，并且持续向反应釜内通入氮气保护，在温度为20℃～100℃、pH值为7.0～14.0的条件下搅拌反应1～50小时，然后过滤，洗涤，干燥，得到锰基共沉淀物；
二、将获得的锰基共沉淀物加入一定量助剂B，球磨、洗涤、干燥得到锰基复合金属前驱体；
三、按步骤一中含锰元素的可溶性盐和M元素的可溶性盐的物质的量之和的1～2倍称取锂源化合物，再将锂源化合物与步骤二得到的复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以0.5～10℃/min的升温速度加热到200～600℃，保温4～24h；然后再以0.5～10℃/min的升温速度加热到600～1000℃，煅烧6～40h，降温，得到微纳米单晶富锂锰基正极材料。
3.根据权利要求2所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于步骤一所述的锰元素的可溶性盐为氯化锰、硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、草酸亚锰的一种或其中几种组合。
4.根据权利要求2所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于步骤一所述的沉淀剂溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、草酸钠、草酸钾、草酸铵的一种或其中几种组合。
5.根据权利要求2所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于步骤一所述的络合剂溶液为EDTA(乙二胺四乙酸)、DTPA(二乙基三胺五乙酸)、乙二胺、氨水、柠檬酸三铵、醋酸钠、巯基乙酸，硫脲的一种或其中几种组合。
6.根据权利要求2所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于步骤一所述的助剂A为水合肼溶液、硼氢化钠溶液、抗坏血酸、氯化亚铁溶液、碘化氢溶液、硫化氢溶液、柠檬酸钠溶液的一种或其中几种组合。
7.根据权利要求2所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于步骤二所述的助剂B为溴水、次氯酸、次氯酸盐、氯酸、氯酸盐、亚氯酸、亚氯酸盐、溴酸、溴酸盐、正高碘酸、硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、过氧乙酸、过氧苯甲酸的一种或其中几种组合。
8.根据权利要求2所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于步骤二所述的干燥条件为在含氧气氛下，干燥温度为50～500℃、干燥时间为1-24h。
9.根据权利要求2所述的一种高倍率富锂锰基正极材料单晶的制备方法，其特征在于步骤三中锂源化合物为碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂、磷酸锂、草酸锂或硝酸锂的一种或其中几种组合。
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