一种改性富锂锰基正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性富锂锰基正极材料的制备方法，属于锂离子电池正极材料及其制备技术领域。通过球磨法同时进行单晶和表面包覆处理得到的单晶快锂离子导体包覆富锂锰基正极材料，不仅具有高库伦效率、高容量保持率、高振实密度，同时包覆层可以抑制层状相转变为尖晶石相，提升富锂正极材料结构稳定性。本改性方法可以运用于大部分的正极材料改性，改性工艺简单，操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种改性富锂锰基正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于一种锂离子电池正极材料及其制备
，特别是涉及一种单晶形态的快锂离子包覆的层状富锂锰基正极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]富锂正极材料因其高放电比容量(>250mAhg
‑1)，成为锂离子正极材料研究领域的热点研究话题。通过以碳酸盐作为沉淀剂制备的前驱体，在预烧阶段会释放大量的CO2，导致材料疏松多孔，振实密度降低。对传统多晶形态的富锂锰基正极材料进行单晶改性处理，可以提升材料的振实密度，但增大的比表面积使其易与电解液之间发生副反应，导致材料的首周库伦效率降低，加剧首周充放电过程中氧的不可逆释放，加速过渡金属离子从表面到体相的迁移，造成材料由层状相向尖晶石相转变，降低了材料的容量保持率和结构稳定性。针对这一问题，对单晶材料进行快锂离子导体包覆，可以提高材料的结构稳定性，提升锂离子的迁移速率，加强材料的电化学性能。
[0003]表面包覆改性和单晶形态正极材料的制备一般会增加实验的步骤，实验的繁琐程度大。因此开发一种改性制备过程简便，易于操作且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，该正极材料的化学组成为xLi2MnO3·
(1
‑
x)LiMO2，其中，0<x<1，M是Mn、Ni、Co、Al、Ce、Cr、La、Zr、Nb、Sn、Ti、Mg中的一种或几种，形态为表面包覆快锂离子导体的微米级均匀粒径的单晶颗粒。2.一种权利要求1所述微米级单晶快锂离子导体包覆富锂正极材料的制备方法，其特征在于，工艺步骤为：(1)将过渡金属镍，钴，锰的二价可溶性盐按照化学计量比溶于去离子水中，配制成1.0～6.0molL
‑1的过渡金属盐混合溶液A；将沉淀剂粉末溶于去离子水中，配制成与溶液A同浓度等体积的沉淀剂溶液B；取一定量的氨水，浓氨水或铵盐加入去离子水中配成0.2～1.2molL
‑1的螯合助剂C，其中溶液A与螯合助剂C的体积相同，浓度比为1：0.2；取化学计量比的锂盐溶于同体积的去离子水中配制成锂盐溶液D。(2)将步骤(1)中配制完成的溶液B和C快速混合得到溶液E，将溶液A和D缓慢滴入溶液E中，配制成混合液F，将混合液F转移至100mL衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中(容积填充率为80％)，升温至100℃～300℃，保温5～24h冷却至室温。离心清洗后置于真空干燥箱中30℃～100℃，干燥5～24h，得到前驱体粉末。(3)将步骤(2)中制备的前驱体粉末倒入刚玉方舟，置于管式炉中，保持空气流通或在流动气氛下，控制升温速率为2～10℃/min，升温至300～700℃，煅烧3～10h，冷却至室温，得到黑色过渡金属氧化物粉末。(4)将步骤(3)中过渡金属氧化物置于氧气气氛下的管式炉中，控制升温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦霞，王萌，初茉，陈林，左玲立，
申请(专利权)人：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：