一种梯度掺杂改性的阳离子无序富锂岩盐正极材料及其制备方法和应用技术

本申请涉及锂电池领域，公开了一种梯度掺杂改性的阳离子无序富锂岩盐正极材料及其制备方法和应用。本申请所述正极材料在阳离子无序富锂岩盐结构材料基础上分步掺杂有与晶格氧有强相互作用的离子，使得掺杂离子在材料颗粒内由中心向表层呈现浓度提高的趋势，该离子与晶格氧的相互作用强于锰离子和过渡金属离子，可优化阳离子无序富锂岩盐结构材料晶胞参数、调控Mn的3d能带与O的2p能带之间的重叠，抑制氧的电荷补偿和晶格氧的迁移，提高Mn

【技术实现步骤摘要】
一种梯度掺杂改性的阳离子无序富锂岩盐正极材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及锂电池领域，具体涉及一种梯度掺杂改性的阳离子无序富锂岩盐正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]阳离子无序富锂岩盐结构正极材料因其超高的比容量和能量密度以及地壳中丰富的元素储量而受到业界的广泛关注。该类具有超高比容量的原因是除过渡金属提供基础容量外，在充放电过程中晶格氧也会参与氧化还原提供额外的容量。在目前已报道的阳离子无序富锂盐岩材料中，锰基材料(如Li
1.2
Mn
0.4
Ti
0.4
O2)具有制备简单、能量密度高、锰资源丰富等优点，被认为是一种非常具有发展前景的高比能锂离子正极材料。
[0003]然而，阳离子无序富锂岩盐结构材料的电压会随着循环充放电次数的增加而衰退，通常情况下，充放电循环50次，电压可降低30％以上，这会严重影响材料的实际能量密度和使用寿命，也严重影响了其商业化应用前景。研究发现材料中的晶格氧特别是颗粒浅表层晶格氧迁移，导致锰离子稳不稳定，Mn<br/>4+
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯度掺杂改性的阳离子无序富锂岩盐正极材料，其特征在于，包括阳离子无序富锂岩盐结构材料和与晶格氧有强相互作用的掺杂离子，所述掺杂离子在阳离子无序富锂岩盐结构材料颗粒内的浓度由中心向表层逐渐提高。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述阳离子无序富锂岩盐结构材料和所述掺杂离子的摩尔比为1:0.001
‑
0.05。3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述掺杂离子包括W
6+
、Nb
5+
、V
5+
中的一种或两种以上。4.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述阳离子无序富锂岩盐结构材料化学式为Li
a
Mn
0.4
M
b
O2，所述M表示过渡金属，1.1≤a≤1.3，b＝(2.8
‑
a)/...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋裕雷，钟胜奎，伍凌，张晓萍，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：