本发明专利技术提供了一种如（Ⅰ）所示的富锂锰基正极材料，所述富锂锰基正极材料的一次颗粒和二次颗粒表面均包覆高导电性纳米金属颗粒。本申请还提供了富锂锰基正极材料的制备方法及其应用。本申请采用纳米金属浸渍法在富锂锰基正极材料的一次颗粒表面和二次球表面形成一层高导电性纳米金属颗粒包覆层，这样在材料内部形成新的导电网络从而提升富锂锰基正极材料的电导率，提高富锂材料倍率性能循环稳定性能。能。能。
【技术实现步骤摘要】
一种富锂锰基正极材料、其制备方法及其应用
[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种富锂锰基正极材料、其制备方法及其应用。
技术介绍
[0002]近年来，随着科技发展，智能手机、平板电脑、电子手环等各种消费类电子产品日新月异、节能环保的电动交通工具市场飞速增长以及储能电池市场展露头角，作为这些产品电源的锂离子电池的市场得以高速发展。
[0003]锂离子电池是一种具有绿色环保、能量密度高和循环寿命长等特点的二次电池。随着人们对锂离子电池使用范围的扩大和依赖程度的递增，锂离子电池各方面性能指标的要求也越来越高，特别是能量密度和安全性能。就能量密度而言，高能量密度锂离子电池往往需要高比能正负极材料，因此，作为正极材料的新储富锂锰基正极材料，因其在利用过渡金属氧化还原基础上同时利用了阴离子氧化还原的活性，从而其放电克容量大于300mAh/g，但是富锂锰基正极材料存在首次效率低、循环过程存在电压衰减、倍率性能差以及氧释放引起电池产气影响循环稳定性能。
[0004]基于此，近年来提高富锂锰基正极材料倍率性能以及循环稳定性显得更加重要。很多工作集中在材料表面掺杂和包覆来提高材料的电导率，但是掺杂和包覆效果不是太明显，并且某种程度上是以牺牲材料的容量作为前提。同时由于富锂材料通常为由一次类球形百纳米级别颗粒堆叠而成的二次类球形颗粒，材料一次颗粒之间往往存在较大的孔隙率导致材料的比表面积大的这一显著问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术解决的技术问题在于提供一种富锂锰基正极材料，本申请提供的富锂锰基正极材料能够提升电导率，最终提高富锂锰基正极材料的倍率性能以及循环稳定性能。
[0006]有鉴于此，本申请提供了一种如（Ⅰ）所示的富锂锰基正极材料，Li
a
Mn
x
Ni
y
Co
z
O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（Ⅰ）；其中，a＞1，0.5≤x<1，0.1<y<0.5，0<z<0.3；所述富锂锰基正极材料的一次颗粒和二次颗粒表面均包覆高导电性纳米金属颗粒。
[0007]优选的，所述高导电性纳米金属颗粒选自Ni、Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Nb、Ag、Yb、Tm、Gd、Ce、Eu或Sm。
[0008]优选的，所述富锂锰基正极材料的一次颗粒粒径为50~200nm，二次颗粒的粒径的3μm~50μm，表面积为3~10m2/g。
[0009]本申请还提供了所述的富锂锰基正极材料的制备方法，包括以下步骤：A）将如式（Ⅰ）所示的原始富锂锰基正极材料在纳米金属盐溶液中浸渍，抽滤烘干；B）重复步骤A）若干次；
C）将步骤B）得到的材料热处理，得到富锂锰基正极材料。
[0010]优选的，所述纳米金属盐溶液为纳米金属的硝酸盐溶液，所述纳米金属盐溶液中还包括络合剂，所述络合剂选自氨基乙酸、柠檬酸和EDTA中的一种或多种。
[0011]优选的，所述浸渍的次数为1~5次，所述纳米金属盐溶液的量为所述富锂锰基正极材料的0.05~2wt%，所述纳米金属盐溶液的浓度为0.1~1mol/L。
[0012]优选的，所述热处理的温度为150~450℃。
[0013]优选的，所述原始富锂锰基正极材料的制备方法具体为：S1）将水加热后再与含镍化合物、含钴化合物和含锰化合物混合，得到混合溶液；S2）将所述混合溶液、沉淀剂和络合剂进行共沉淀，得到原始富锂锰基正极材料的前驱体；S3）将所述前驱体与锂源混合，烧结，得到原始富锂锰基正极材料。
[0014]本申请还提供了一种锂电池，包括正极材料、负极材料和隔膜，其特征在于，所述正极材料为所述的富锂锰基正极材料或所述的制备方法所制备的富锂锰基正极材料。
[0015]优选的，所述负极材料选自石墨、硅碳材料、锂金属和锂碳材料中的一种或多种。
[0016]本申请提供了一种富锂锰基正极材料，其一次颗粒和二次颗粒表面均包覆高导电性纳米金属颗粒。本申请提供的富锂锰基正极材料的上述高导电性纳米金属颗粒包覆层可在正极材料内部形成新的导电网络，从而提升富锂锰基正极材料的电导率，提高富锂锰基正极材料的倍率性能以及循环稳定性能。
附图说明
[0017]图1为本专利技术富锂锰基正极材料的结构示意图；图2为本专利技术制备富锂锰基正极材料的流程示意图；图3为本专利技术实施例1和对比例1制备的锂电池的循环性能图；图4 为本专利技术实施例1制备的纳米金属浸渍后材料扫描电镜图。
具体实施方式
[0018]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0019]鉴于现有技术中锂离子电池的性能要求，本专利技术提供了一种富锂锰基正极材料、富锂锰基正极材料改性方法及其应用，其采用纳米金属浸渍法在富锂锰基正极材料的一次颗粒表面和二次球表面形成一层有高导电性纳米金属颗粒表面包覆的富锂锰基正极材料，如图2所示，这样在材料内部形成新的导电网络从而提升富锂锰基正极材料的电导率，提高富锂材料倍率性能以及循环稳定性能。具体的，本专利技术实施例公开了一种一种如（Ⅰ）所示的富锂锰基正极材料，Li
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Mn
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Co
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（Ⅰ）；其中，a＞1，0.5≤x<1，0.1<y<0.5，0<z<0.3；所述富锂锰基正极材料的一次颗粒和二次颗粒表面均包覆高导电性纳米金属颗粒。
[0020]本申请所述富锂锰基正极材料的结构示意图具体如图1所示，其中的高导电性纳米金属颗粒选自Ni、Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Nb、Ag、Yb、Tm、Gd、Ce、Eu或Sm。本申请所述富锂锰基正极材料的一次颗粒粒径为50~200nm，二次颗粒的粒径的3μm~50μm，表面积为3~10m2/g。
[0021]本申请还提供了所述富锂锰基正极材料的制备方法，包括以下步骤：A）将如式（Ⅰ）所示的原始富锂锰基正极材料与纳米金属盐溶液中浸渍，抽滤烘干；B）重复步骤A）若干次；C）将步骤B）得到的材料热处理，得到富锂锰基正极材料。
[0022]在制备富锂锰基正极材料的过程中，本申请首先制备了如式（Ⅰ）所示的原始富锂锰基正极材料，其制备方法具体为：S1）将水加热后再与含镍化合物、含钴化合物和含锰化合物混合，得到混合溶液；S2）将所述混合溶液、沉淀剂和络合剂进行共沉淀，得到富锂锰基正极材料的前驱体；S3）将所述前驱体与锂源混合，烧结，得到原始富锂锰基正极材料。
[0023]在此过程中，所述含镍化合物、所述含钴化合物和所述含锰化合物为本领域技术人员熟知的化合物，对此本申请没有特别的限制；所述含镍化合物、含钴化合物和所述含锰化合物的摩尔比按照本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种如（Ⅰ）所示的富锂锰基正极材料，Li
a
Mn
x
Ni
y
Co
z
O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（Ⅰ）；其中，a＞1，0.5≤x<1，0.1<y<0.5，0<z<0.3；所述富锂锰基正极材料的一次颗粒和二次颗粒表面均包覆高导电性纳米金属颗粒。2.根据权利要求1所述的富锂锰基正极材料，其特征在于，所述高导电性纳米金属颗粒选自Ni、Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Nb、Ag、Yb、Tm、Gd、Ce、Eu或Sm。3.根据权利要求1所述的富锂锰基正极材料，其特征在于，所述富锂锰基正极材料的一次颗粒粒径为50~200nm，二次颗粒的粒径的3μm~50μm，表面积为3~10m2/g。4.权利要求1所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A）将如式（Ⅰ）所示的原始富锂锰基正极材料在纳米金属盐溶液中浸渍，抽滤烘干；B）重复步骤A）若干次；C）将步骤B）得到的材料热处理，得到富锂锰基正极材料。5.根据权利要求4所述的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾庆文，赛喜雅勒图，邱报，刘兆平，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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