一种全浓度梯度分布的富锂锰基锂正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池电极材料技术领域，特别公开了一种全浓度梯度分布的富锂锰基正极材料及其制备方法与应用。该正极材料的制备方法为：(1)配置高锰含量的过渡金属盐溶液A、低锰含量的过渡金属盐溶液B；将B溶液缓慢泵入A溶液中，同时将A溶液以一定流速泵入反应釜内；在氮气氛围下，通过控制碱溶液进料速度调控pH，共沉淀反应制备前驱体材料。(2)将过滤、清洗、烘干的前驱体材料与锂盐均匀混合，高温焙烧，获得全浓度梯度分布的富锂锰基正极材料，其中Mn元素含量从内部到表面线性下降，而Ni元素的含量线性增加。所制备的材料球形度高、粒径分布窄以及材料晶体层状结构稳定，且具有较高的能量密度和优异的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种全浓度梯度分布的富锂锰基锂正极材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及锂离子电池正极材料
，具体公开了一种全浓度梯度分布的富锂锰基锂正极材料及其制备方法与应用。技术背景近些年，绿色环保、便捷节能的电动汽车得到了大力推广，然而与传统燃油汽车相比，电动汽车仍存在许多问题，如：续航里程短、充电时间长以及安全性能有待提高。锂离子电池作为电动汽车的核心部件，是解决上述问题的关键。其中，限制电动汽车续航里程提升的阻力主要是锂离子电池能量密度不能得到进一步的提升，而这主要受限于正极材料。目前已经商业化的正极材料，如钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂以及低镍三元材料(NCM,NCA)等，普遍存在比容量低、能量密度小等问题，无法满足开发高能量密度锂离子电池的要求。由于具有放电比容量高(≥250mAh/g)、材料成本低，热稳定性好等优势，近年富锂锰基正极材料，xLi2MnO3-(1-x)LiNixCoyMn1-x-yO2,(x<0<1,y<0<1,0<x+y<1)，引起了人们的广泛关注，成为了开发高能量密度锂离子电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全浓度梯度分布的富锂锰基锂正极材料，其特征在于，Mn元素含量从内部到表面线性下降，而Ni元素的含量线性增加。所制备的材料球形度高、粒径分布窄以及材料晶体层状结构稳定，且具有较高的能量密度和优异的循环稳定性。/n

【技术特征摘要】
1.一种全浓度梯度分布的富锂锰基锂正极材料，其特征在于，Mn元素含量从内部到表面线性下降，而Ni元素的含量线性增加。所制备的材料球形度高、粒径分布窄以及材料晶体层状结构稳定，且具有较高的能量密度和优异的循环稳定性。


2.如权利要求书1所述的一种全浓度梯度分布的富锂锰基锂正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下关键步骤：
(1).将镍盐、钴盐和锰盐配制成一定浓度的过渡金属盐溶液A和B，其中溶液A中镍、钴和锰元素摩尔比为5～15：5～15：30～60，溶液B中镍、钴和锰元素摩尔比10～32：0～104：10～60，并配制一定浓度的碱溶液C和氨水溶液D；
(2).在反应釜内加入釜体积20％的反应底液E，将溶液B以流速u1泵入溶液A中，在氮气保护氛围下，将溶液A以流速u2泵入全自动控制连续反应釜中，同时以流速u3、u4将碱溶液C和氨水溶液D分别泵入反应釜中，并通过实时调控碱液的流速u3来控制反应的pH，在维持釜内搅拌速度R1、反应温度T1和pH值条件下反应一定时间t1，得到过渡金属离子全浓度梯度分布的富锂锰基正极材料前驱体，然后将其进行洗涤、过滤和烘干；
(3).将步骤(2)获得的前驱体材料与锂盐均匀混合后分别以T2和T3的温度预焙烧t2小时和高温焙烧t3小时，降至室温后，对其进行破碎和过筛，最终获得过渡金属离子全浓度梯度分布的富锂锰基正极材料。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰，胡乃方，张驰，巫湘坤，张锁江，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11