一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料及其制备方法，该掺钠的富锂锰基固溶体正极材料中，掺杂的钠元素的质量含量为0.1％～1％，并且钠元素均匀分布在富锂锰基固溶体正极材料颗粒中；所述的富锂锰基固溶体正极材料的化学通式为：xLi2MnO3·(1‑x)LiNiaCobMncO2，其中0.2≤x≤0.7，a+b+c＝1，0.3≤a≤0.7，0.2≤c≤0.5。本发明专利技术能够实现钠元素的均匀掺杂，有效提升正极材料的容量和循环性能。

Sodium doped lithium manganese based solid solution cathode material and preparation method thereof

The invention discloses a lithium rich manganese based solid solution doped sodium anode material and preparation method thereof, lithium rich manganese based solid solution of the sodium doped cathode materials, the quality of the content of sodium doping is 0.1% ~ 1%, and sodium elements are evenly distributed in the lithium rich manganese based solid solution cathode particulate materials; chemical formula of the lithium rich manganese based solid solution cathode materials: xLi2MnO3 (1 x) LiNiaCobMncO2, and 0.2 = x = 0.7, a+b+c = 1, 0.3 = a = 0.7, C = 0.2 ~ 0.5. The invention can realize the homogeneous doping of the sodium element and effectively enhance the capacity and the circulation performance of the cathode material.

【技术实现步骤摘要】
一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池正极材料领域，尤其涉及一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种具有较高能量密度、可循环充放、环境友好、无记忆效应等优点的化学电源，是混合动力与纯电动力电源之一。目前，常用的几种锂离子电池正极材料(如：LiCoO2、LiPeO4和LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2等)无法满足锂离子电池对高能量密度的要求，特别是无法满足电动汽车用锂离子电池的要求。富锂锰基固溶体正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M＝Co、Ni、Mn的至少一种)具有很高的比容量，因此被认为是未来用于长续航里程的纯动力电源(EV)和混合动力电源(HEV)的理想正极材料之一。富锂锰基固溶体正极材料在较高的充电电压下，具有很高的比容量，但其在大电流工作条件下容量衰减较快，极化现象明显，这制约了富锂锰基固溶体正极材料的商业化应用。中国专利CN102916176B公开了一种微球层状富锂锰基固溶体正极材料及其制备方法，专利中得到的富锂锰基固溶体正极材料容量较高，但是循环性能差。中国专利CN104201337B公开了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料，其特征在于，掺杂的钠元素的质量含量为0.1％～1％，并且钠元素均匀分布在富锂锰基固溶体正极材料颗粒中；所述富锂锰基固溶体正极材料的化学通式为：xLi2MnO3·(1‑x)LiNiaCobMncO2，其中0.2≤x≤0.7，a+b+c＝1，0.3≤a≤0.7，0.2≤c≤0.5。

【技术特征摘要】
1.一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料，其特征在于，掺杂的钠元素的质量含量为0.1％～1％，并且钠元素均匀分布在富锂锰基固溶体正极材料颗粒中；所述富锂锰基固溶体正极材料的化学通式为：xLi2MnO3·(1-x)LiNiaCobMncO2，其中0.2≤x≤0.7，a+b+c＝1，0.3≤a≤0.7，0.2≤c≤0.5。2.根据权利要求1所述的掺钠的富锂锰基固溶体正极材料，其特征在于，所述富锂锰基固溶体正极材料的平均粒度D50为4μm～15μm。3.一种掺钠的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、按照富锂锰基固溶体正极材料的化学通式xLi2MnO3·(1-x)LiNiaCobMncO2中的锰、镍、钴摩尔比，将锰盐、镍盐、钴盐混合在一起，配制成金属离子总浓度为0.5～3mol/L的金属盐混合溶液；其中，0.2≤x≤0.7，a+b+c＝1，0.3≤a≤0.7，0.2≤c≤0.5；步骤B、采用浓度为0.5～2.5mol/L的碳酸钠溶液作为沉淀剂，将所述金属盐混合溶液和所述沉淀剂加入到反应釜中并搅拌，使反应液的pH值为7.5～8.5，控制反应温度为35～60℃、反应时间为6～60h，从而制得富锂锰基固溶体正极材料的前驱体浆液；步骤C、对所述富锂锰基固溶体正极材料的前驱体浆液进行固液分离，并对固液分离得到的固体进行清洗，从而得到前驱体滤饼；步骤D、采用浓度为0.2～3mol/L的钠盐溶液作为掺杂剂，将所述前驱体滤饼与所述掺杂剂按照固液比3:1～1:3的比例混合，并在40～80℃下搅拌洗涤10～60min，再进行固液分离，控制固液分离得到的固体的水分在5～20％范围内，然后将该固液分离得到的固体在110～150℃下干...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋顺林，刘亚飞，陈彦彬，
申请(专利权)人：北京当升材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11