一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为70％‑80％，富锂锰材料的含量为20％‑30％、导电剂的含量为1％‑5％、粘结剂的含量为1％‑5％、分散剂溶剂的含量为0.1％‑0.5％、溶剂的含量为40％‑60％，LiMnO3会补充Li

【技术实现步骤摘要】
一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法
本专利技术涉及富锂锰基复合三元正极
，具体为一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法。
技术介绍
近几年，随着对锂离子电池能量密度的要求越来越高，高容量的正负极材料越来越受到关注，尤其是负极材料，它直接影响了电池的能量密度、循环寿命等性能。目前关注最多的就是硅碳负极，其以超高的比容量受到了广泛的关注。然而，硅的体积膨胀非常大(100％-300％)，这使得硅颗粒表面的SEI膜不断生长，对电解液和正极材料中的锂源造成了不可逆的消耗，导致负极材料的库伦效率偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种富锂锰基复合三元正极材料及制备方法，提高含硅类负极材料的库伦效率，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种富锂锰基复合三元正极材料，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为70％-80％，富锂锰材料的含量为20％-30％、导电剂的含量为1％-5％、粘结剂的含量为1％-5％、分散剂溶剂的含量为0.1％-0.5％、溶剂的含量为40％-60％。优选的，所述包括三元材料的含量为72％-78％，富锂锰材料的含量为22％-28％、导电剂的含量为2％-4％、粘结剂的含量为2％-4％、分散剂溶剂的含量为0.2％-0.4％、溶剂的含量为45％-55％。优选的，所述包括三元材料的含量为75％，富锂锰材料的含量为25％、导电剂的含量为3％、粘结剂的含量为3％、分散剂溶剂的含量为0.3％、溶剂的含量为50％。优选的，所述富锂锰材料为Li2MnO3和LiMnO3组成的复合结构共溶液，三元材料为镍、钴和锰按照合适比例制成，分散剂为聚丙烯酰胺PAAM，富锂锰材料和三元材料均可采用化学共沉淀法、凝胶法等制备。一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法，包括以下步骤：S1：将1.1mol/L的碳酸钠和1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液，然后将1.1mol/L的碳酸钠滴加到1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液中，调节PH值8.0～12.0静置沉淀，得到碳酸盐沉淀物，清洗和干燥；S2：将步骤1中的沉淀物在750℃中进行热处理，得到氧化锰前驱体，在与Li2CO3以1：1的摩尔比混合，在950℃进行热处理后，冷却；S3：将步骤3中材料加入分散剂PAAM，充分搅拌至分散均匀，然后将溶解后的硝酸铝溶液按计量比加入溶液中，进行持续的搅拌5个小时，在经过过滤和干燥，得到前驱体；S4：将前驱体与锂盐混合后加入导电剂和粘结剂进行热处理，得到富锂锰基复合三元正极材料。优选的，所述热处理的温度设置在400℃至500℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法，富锂锰基材料的充电电压可达到4.8V左右，在LiMO2脱嵌Li+的过程中，LiMnO3会补充Li+来保持材料结构的稳定性，因此可考虑将富锂锰与三元材料进行复合，有效提高了负极硅碳的库伦效率，以期达到通过富锂锰来补充足够的锂源，弥补负极在形成SEI膜的过程中消耗掉的锂，提高负极充放电效率的目的。具体实施方式以下将详细说明本专利技术实施例，然而，本专利技术实施例并不以此为限。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一一种富锂锰基复合三元正极材料，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为70％-80％，富锂锰材料的含量为20％-30％、导电剂的含量为1％-5％、粘结剂的含量为1％-5％、分散剂溶剂的含量为0.1％-0.5％、溶剂的含量为40％-60％。一种富锂锰基复合三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将1.1mol/L的碳酸钠和1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液，然后将1.1mol/L的碳酸钠滴加到1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液中，调节PH值8.0～12.0静置沉淀，得到碳酸盐沉淀物，清洗和干燥；第二步：将步骤1中的沉淀物在750℃中进行热处理，得到氧化锰前驱体，在与Li2CO3以1：1的摩尔比混合，在950℃进行热处理后，冷却；第三步：将步骤3中材料加入分散剂PAAM，充分搅拌至分散均匀，然后将溶解后的硝酸铝溶液按计量比加入溶液中，进行持续的搅拌5个小时，在经过过滤和干燥，得到前驱体；第四步：将前驱体与锂盐混合后加入导电剂和粘结剂进行热处理，热处理的温度设置在400℃至500℃，得到富锂锰基复合三元正极材料。实施例二一种富锂锰基复合三元正极材料，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为72％-78％，富锂锰材料的含量为22％-28％、导电剂的含量为2％-4％、粘结剂的含量为2％-4％、分散剂溶剂的含量为0.2％-0.4％、溶剂的含量为45％-55％。一种富锂锰基复合三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将1.1mol/L的碳酸钠和1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液，然后将1.1mol/L的碳酸钠滴加到1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液中，调节PH值8.0～12.0静置沉淀，得到碳酸盐沉淀物，清洗和干燥；第二步：将步骤1中的沉淀物在750℃中进行热处理，得到氧化锰前驱体，在与Li2CO3以1：1的摩尔比混合，在950℃进行热处理后，冷却；第三步：将步骤3中材料加入分散剂PAAM，充分搅拌至分散均匀，然后将溶解后的硝酸铝溶液按计量比加入溶液中，进行持续的搅拌5个小时，在经过过滤和干燥，得到前驱体；第四步：将前驱体与锂盐混合后加入导电剂和粘结剂进行热处理，热处理的温度设置在400℃至500℃，得到富锂锰基复合三元正极材料。实施例三一种富锂锰基复合三元正极材料，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：包括三元材料的含量为75％，富锂锰材料的含量为25％、导电剂的含量为3％、粘结剂的含量为3％、分散剂溶剂的含量为0.3％、溶剂的含量为50％。一种富锂锰基复合三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将1.1mol/L的碳酸钠和1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液，然后将1.1mol/L的碳酸钠滴加到1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液中，调节PH值8.0～12.0静置沉淀，得到碳酸盐沉淀物，清洗和干燥；第二步：将步骤1中的沉淀物在750℃中进行热处理，得到氧化锰前驱体，在与Li2CO3以1：1的摩尔比混合，在950℃进行热处理后，冷却；第三步：将步骤3中材料加入分散剂PAAM，充分搅拌至分散均匀，然后将溶解后的硝酸铝溶液按计量比加入溶液中，进行持续的搅拌5个小时，在经过过滤和干燥，得到前驱体；第四步：将前驱体与锂盐混合后加入导电剂和粘结剂进行热处理，热处理的温度设置在400℃至500℃，得到富锂锰基复合三元正极材料。将富锂锰基和锂盐混合后加入导电剂和粘结剂进行热处理，使得得到表面覆盖氧化铝的富锂锰基复合三元正极材料，氧化铝膜取代SEl膜，不仅放电平均电压降低明显，延长了使用的寿命，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富锂锰基复合三元正极材料，其特征在于，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为70％‑80％，富锂锰材料的含量为20％‑30％、导电剂的含量为1％‑5％、粘结剂的含量为1％‑5％、分散剂溶剂的含量为0.1％‑0.5％、溶剂的含量为40％‑60％。

【技术特征摘要】
1.一种富锂锰基复合三元正极材料，其特征在于，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为70％-80％，富锂锰材料的含量为20％-30％、导电剂的含量为1％-5％、粘结剂的含量为1％-5％、分散剂溶剂的含量为0.1％-0.5％、溶剂的含量为40％-60％。2.根据权利要求1所述的一种富锂锰基复合三元正极材料，其特征在于，包括三元材料的含量为72％-78％，富锂锰材料的含量为22％-28％、导电剂的含量为2％-4％、粘结剂的含量为2％-4％、分散剂溶剂的含量为0.2％-0.4％、溶剂的含量为45％-55％。3.根据权利要求1所述的一种富锂锰基复合三元正极材料，其特征在于，包括三元材料的含量为75％，富锂锰材料的含量为25％、导电剂的含量为3％、粘结剂的含量为3％、分散剂溶剂的含量为0.3％、溶剂的含量为50％。4.根据权利要求1所述的一种富锂锰基复合三元正极材料，其特征在于，富锂锰材料为Li2MnO3和LiMnO3组成的复合结构共溶液，三元材料为镍、钴...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐联兴，刘右军，郑正坤，
申请(专利权)人：东莞力朗电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44