一种掺杂钠离子的富锂锰基正极材料的制备方法技术

一种掺杂钠离子的富锂锰基正极材料的制备方法，属于锂离子电池正极材料领域。本发明专利技术先将可溶性金属盐按照摩尔比溶于去离子水中，制成合成金属盐溶液一定浓度的溶液；将聚合物溶于无水乙醇中，制成聚合物溶液。再将金属盐溶液与聚合物溶液混合均匀，转移到注射器中，利用静电纺丝装置制备前驱体。前驱体在氧气环境下进行焙烧，得到钠离子掺杂的富锂锰基固溶体正极材料。本发明专利技术中钠离子替代了部分锂离子的位置，起到支撑层状结构的作用，有效稳定了富锂锰基固溶体正极材料的结构，提高了材料的循环稳定性；同时，钠离子的半径大于锂离子半径，增大了锂离子扩散通道，提高了材料的倍率性能。本发明专利技术制备方法简单、反应过程快速简捷。

Preparation of Lithium-rich Manganese-based Cathode Material Doped with Sodium Ion

A preparation method of Li-rich manganese base cathode material doped with sodium ion belongs to the field of lithium ion battery cathode material. The invention first dissolves soluble metal salts in deionized water in accordance with molar ratio to prepare a solution of certain concentration for synthesizing metal salts solution, and dissolves polymer in anhydrous ethanol to make a polymer solution. The metal salt solution and polymer solution were mixed evenly and transferred to the syringe. The precursor was prepared by electrospinning device. The precursor was calcined in oxygen to obtain lithium-rich manganese-based solid solution cathode materials doped with sodium ions. The sodium ion in the invention replaces part of the lithium ion position, plays the role of supporting the layered structure, effectively stabilizes the structure of lithium-rich manganese-based solid solution cathode material, improves the cyclic stability of the material, and at the same time, the radius of the sodium ion is larger than the radius of the lithium ion, enlarges the lithium ion diffusion channel, and improves the rate performance of the material. The preparation method of the invention is simple, and the reaction process is fast and simple.

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂钠离子的富锂锰基正极材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池正极材料领域，公开了一种掺杂钠离子的富锂锰基正极材料的制备方法。
技术介绍
随着经济的发展，环境问题越来越受到人们的关注。雾霾、温室效应等问题日益突出。造成这些问题的原因，很大程度上来源于汽车尾气的排放。为了减少汽车尾气的排放，人们逐渐将目光转向新能源汽车，新能源汽车的动力主要是锂离子电池。锂离子电池具有比能量高、循环性能好、工作温度范围宽、自放电率低、对环境友好等优点。但是，传统的锂离子电池正极材料满足不了新能源汽车电池高比能量、高比容量的需求。富锂锰基层状正极材料具有高比能量、高比容量的特点，可以满足新能源汽车用电池的需求，但是此种材料存在首次库伦效率低、循环温度性差、倍率性能差等缺点。为了改善富锂锰基层状正极材料的缺点，许多研究人员进行了研究。比较常用的改性方法主要是包覆和掺杂。Yu等人(JournalofMaterialsChemistry,2012,22(31):15507-15510)通过钌(Ru)替代部分锰，提高了富锂层状材料的首周库伦效率，但是其循环性能和倍率性能仍不理想。因此，亟需寻找一种简易制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂钠离子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：(1)将包含Na、Li、Mn、Co和Ni的可溶性金属盐按照摩尔比溶于二次去离子水中，混合成一定浓度的溶液；(2)将聚合物溶于无水乙醇中，制成一定浓度的聚合物溶液；(3)将步骤(2)中的聚合物溶液与(1)中金属盐溶液混合均匀，转移到注射器中，利用静电纺丝装置制备前驱体；(4)将步骤(3)中所得前驱体在氧气环境下进行焙烧，得到钠离子掺杂的富锂锰基固溶体正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂钠离子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：(1)将包含Na、Li、Mn、Co和Ni的可溶性金属盐按照摩尔比溶于二次去离子水中，混合成一定浓度的溶液；(2)将聚合物溶于无水乙醇中，制成一定浓度的聚合物溶液；(3)将步骤(2)中的聚合物溶液与(1)中金属盐溶液混合均匀，转移到注射器中，利用静电纺丝装置制备前驱体；(4)将步骤(3)中所得前驱体在氧气环境下进行焙烧，得到钠离子掺杂的富锂锰基固溶体正极材料。2.如权利要求1所述掺杂钠离子的富锂锰基固溶体正极材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述可溶性金属盐为乙酸盐、硝酸盐中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿萌萌，杨凯，范茂松，高飞，刘皓，张明杰，李建玲，吴斌，单来支，王庆，高运兴，叶俊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网山东省电力公司泰安供电公司，北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11