一种高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料及其制备方法技术

一种高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料及其制备方法，属于材料合成技术领域。所述正极材料的化学式为Li[Lia(MnxNiyCoz)1−a]O2。制备方法为：采用共沉淀法制备锰镍钴碳酸盐球形前驱体；将锰镍钴碳酸盐球形前驱体与锂源进行均匀混合、煅烧，获得球形富锂锰基正极材料；将球形富锂锰基正极材料进行水热后处理，得到高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料。本发明专利技术通过晶体成核控制剂与络合剂的共同作用，降低共沉淀体系的结晶表面能，提高材料振实密度，利用锰镍钴多金属协同作用提供高放电容量，利用水热固液界面反应降低二次颗粒表面镍锂混排层厚度与混排比例，提高锂离子扩散系数，增强材料倍率容量，并提升材料循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料及其制备方法
本专利技术属于材料合成
，涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法，尤其涉及一种高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池在便携式电子设备领域已得到广泛应用，同时在电动汽车和储能电站等领域也已展现出巨大的应用前景。正极材料是目前锂离子电池中锂离子的唯一或主要提供者，已成为锂离子电池能量密度提高和价格降低的瓶颈。高性能锂离子正极材料应具备以下要素：较高的放电电压与容量、稳定可靠的循环性能、良好热稳定性、较高的电子/离子电导率、易于合成、生产成本低、环境友好。目前，对锂离子电池正极材料的研究主要集中在以下几类：层状结构LiTMO2（TM为过渡金属离子，如Co、Ni、Mn等）、尖晶石结构LiMn2O4和橄榄石结构LiFePO4等。上述几类材料的实际容量在100~200mAh/g之间，难以满足正极材料亟待提高可逆比容量、降低成本的发展需求。与之相比，富锂锰基固溶体Li[Lia(MnvNixCoy)1−a]O2正极材料在高于4.5V的充电电压下，可提供250~300mAh/g的实际可逆比容量，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料，其特征在于：所述正极材料的化学式为Li[Lia(MnxNiyCoz)1−a]O2，其中，0<a<0.5，x+y+z=1，0≤y<x，0≤z<x, x<1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5。

【技术特征摘要】
1.一种高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料，其特征在于：所述正极材料的化学式为Li[Lia(MnxNiyCoz)1−a]O2，其中，0&lt;a&lt;0.5，x+y+z=1，0≤y&lt;x，0≤z&lt;x,x&lt;1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5。2.一种权利要求1所述的高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤一：采用共沉淀法制备锰镍钴碳酸盐球形前驱体，具体步骤如下：（1）按化学式Li[Lia(MnxNiyCoz)1−a]O2称取相应摩尔比的可溶性锰盐、镍盐、钴盐与一定量的晶体成核控制剂，将上述原料溶于去离子水中配置成锰镍钴总浓度为0.5~5mol/L、晶体成核控制剂浓度为0.05~0.5mol/L的溶液M；（2）用去离子水将碳酸盐沉淀剂与络合剂配置成碳酸盐沉淀剂溶度为0.5~5mol/L、络合剂浓度为0.1~0.5mol/L的溶液B；（3）强力搅拌下，将溶液B加入到溶液M中，控制混合金属盐、晶体成核控制剂、碳酸盐沉淀剂和络合剂的摩尔比为1:0.05~0.2:1:0.1~0.5，在搅拌速度为500~1500转/分钟、温度为10~25℃的条件下反应3~10h，得到锰镍钴碳酸盐球形前驱体；步骤二：将锰镍钴碳酸盐球形前驱体与锂源进行均匀混合、煅烧，获得球形富锂锰基正极材料，具体步骤如下：（1）将锰镍钴碳酸盐球形前驱体与锂源进行均匀混合；（2）以1~5℃/min升温速率从室温升至600~900℃，煅烧6~15h，得到球形富锂锰基正极材料；步骤三：将球形富锂锰基正极材料进行水热后处理，具体步骤如下：（1）将一定量的球形富锂锰基正极材料加入去离子水中，控制固液质量比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振波，玉富达，王敏君，阙兰芳，隋旭磊，赵磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23