富锂锰基正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种富锂锰基正极材料及其制备方法和应用。该富锂锰基正极材料的通式为aLi

【技术实现步骤摘要】
富锂锰基正极材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电池领域，特别涉及一种富锂锰基正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着欧盟以及各国政府机构逐渐加大对燃油汽车尾气排放的控制力度，汽车清洁化正成为世界范围内的一个主流的发展趋势。在此背景下，动力锂离子电池驱动的纯电动汽车得以快速发展，现已成为新能源汽车市场的重要组成部分。然而，尽管纯电动汽车拥有环境友好的特点，当前的电池技术仍不满足消费者的使用需求，例如续航里程、安全问题等。为解决里程焦虑问题，人们正在试图开发高能量密度的锂离子电池正极材料。其中，富锂锰基材料是放电比容量大的高能量密度正极材料，例如xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M为Ni、Co、Mn等)，不仅放电比容量高而且热稳定性好。然而富锂锰基材料也存在诸多问题，例如倍率性能差、循环容量保持率较低等，富锂锰基材料中锰元素含量较高，通常高达50％以上，而锰金属元素具有很差的金属电导率，会降低材料本征的离子电导率，从而使得材料不能在大电流充放电时快速嵌入、嵌出锂离子；此外，正极材料晶体发生相转变会导致循环性能变差，例如在充放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富锂锰基正极材料，其特征在于，所述正极材料的通式为/naLi

【技术特征摘要】
1.一种富锂锰基正极材料，其特征在于，所述正极材料的通式为
aLi1+αNiβMμO2-νFν·bLi2+α'M'O3-ν'Fν'·cM"μ'Oν"·dM"'μ"Oν"'，
其中：
a+b+c+d＝1，0<a<0.5，0<b<0.6，0<c≤0.02，0<d≤0.02；
-0.03≤α≤0.04，0.4<β≤1，0≤μ<0.6，0.005≤ν≤0.02；
0.005≤α'≤0.04，0.005≤ν'≤0.02；
1≤μ'≤9，1≤ν”≤12；
1≤μ”≤9，1≤ν”'≤12；
M为选自Ni、Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Zn、Ca、B、Ce和Cr中的至少一种；
M'为选自Mn、Ce、Al、Ti和Mg中的至少一种，所述M'和M中至少之一包括Mn；
M"为选自Ti、Li、P、Nb、Al、Mg、Zr、Zn、Ca、B、Ce和Cr中的至少一种；
M"'为选自Ti、Nb、B、Al、Mg、Zr、Zn、Ca、B、Ce、Li和Cr中的至少一种且所述M"'与M"不完全相同，
并且，所述正极材料包括基体和包覆层，所述包覆层包覆在所述基体上，所述基体包括Li1+αNiβMμO2-νFν和Li2+α'M'O3-ν'Fν'，所述包覆层包括M"μ'Oν"和M"'μ"Oν"'。


2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述包覆层包括第一包覆层和第二包覆层，所述第一包覆层包覆在所述基体上，所述第二包覆层包覆在所述第一包覆层上；或者，所述第一包覆层和所述第二包覆层交替包覆在所述基体上。


3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，所述第一包覆层的厚度为0.1～100nm，优选20～60nm；所述第二包覆层的厚度为0.1～200nm，优选20～100nm。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的粒径为1～17μm，优选4～15μm，
任选地，所述正极材料1C倍率放电比容量不低于240mAh/g，50周充放电循环后容量保持率不低于92％。


5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的正极材料的方法，其特征在于，包括：
(1)对含有Ni、M和M'的碳酸盐进行第一焙烧处理，以便得到第一焙烧产物，其中，M和M'中至少之一包括Mn；
(2)将所述第一焙烧产物与锂盐和含氟化合物混合并进行第二焙烧处理，以便得到基体材料；
(3)将所述基体材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金鑫，拉杰什·麦加，普拉杰什·PP，王鹏飞，苏强，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32