一种铌掺杂和包覆的球形锰酸锂正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体为一种铌掺杂和包覆的类球形锰酸锂正极材料及其制备方法。本发明专利技术的锰酸锂正极材料为具有类球形形貌的单晶一次颗粒，含铌化合物中铌元素在锰酸锂正极材料中的质量比为0.05‑5%；一次颗粒的类球形形貌包括球形、椭球形或类球形的多面体中的至少一种。实验表明，本发明专利技术的锰酸锂正极材料具有较低的比表面积与较高的振实密度；所组装的锰酸锂/金属锂半电池的常温及高温循环性能亦优于传统锰酸锂正极材料，1C倍率下常温循环与高温循环圈后，容量保持率分别大于85%与65%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种锰酸锂正极材料及其制备方法。

技术介绍

1、相比于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池，锂离子电池具备更高的能量密度与更长的循环寿命，并且环境友好。锂离子电池性能提升的关键在于正极材料的改进。相比于目前常见的钴酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰三元等正极材料，锰酸锂具有成本低廉，电压平台高，安全性能好的优点。目前阻碍锰酸锂正极材料发展的主要因素包括：1.由于jahn-teller效应所导致的晶格畸变；2.四价锰的高氧化性所导致的电解液分解；以及3.电解液中的lipf6与痕量水分反应生产hf后所导致的二价锰溶解。其中，锰溶解是锰酸锂正极材料所面临的最大障碍。尽管通过表面包覆(cn102569807a)与电解液组分优化(cn103985903a)可在一定程度上抑制锰溶解，然而复杂的包覆工艺与额外的添加剂的引入一方面增加了制造成本，而另一方面对锰溶解的抑制依旧有限。除此之外，也有研究从形貌学角度入手(cn103985903a)，通过降低其比表面积抑制锰溶解。通过在前驱体中加速含ni、mg、fe化合物，制备了一种类球形的锰酸锂正极材料。然而，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铌掺杂和包覆的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，为类球形单晶一次颗粒，其表面部分或全部含有含铌化合物；所述含铌化合物中，铌元素在锰酸锂正极材料中的质量比为0.05-5%。

2.根据权利要求1所述的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，所述一次颗粒的类球形形貌为球形、椭球形或球形的多面体中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，所述一次颗粒的粒径为1-5 μm；比表面积小于0.55 m2/g。

4.根据权利要求1所述的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，所述含铌化合物选自Nb2O5、LiNbO3、Li3NbO4、LiNb...

【技术特征摘要】

1.一种铌掺杂和包覆的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，为类球形单晶一次颗粒，其表面部分或全部含有含铌化合物；所述含铌化合物中，铌元素在锰酸锂正极材料中的质量比为0.05-5%。

2.根据权利要求1所述的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，所述一次颗粒的类球形形貌为球形、椭球形或球形的多面体中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，所述一次颗粒的粒径为1-5 μm；比表面积小于0.55 m2/g。

4.根据权利要求1所述的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，所述含铌化合物选自nb2o5、linbo3、li3nbo4、linbo2、linb3o8、li7nbo6、nbmxoy以及linbxmyoz；其中，m为锰酸锂的掺杂元素，掺杂元素m选自al、co、cr、cu、mg、mo、ni、sn、v、w、fe、zn、zr、in、ti、b、la、ce、lu、y和er。

5.根据权利要求4所述的类球形锰酸锂正极材料，其特征在于，其中的锰酸锂具有如下化学式：...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏永姚，冯吴亮，刘中柱，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：