【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种富锰碳酸盐前驱体、锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池和涉电设备。
技术介绍
1、近年来，富锂锰基正极材料因其高容量(＞250m·ah/g)和低成本的特点引起了研究者的关注。然而，富锂锰基正极材料(lmr)电压衰减导致循环性能差的缺点明显，阻碍了lmr材料的进一步商业化行为。
2、富锂锰基正极材料的形貌与其电化学性能密切相关。因此，合理设计和调控lmr材料的形貌是提高其电化学性能的有效途径之一。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种富锰碳酸盐前驱体、锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池和涉电设备，以解决上述问题。
2、为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
3、一种富锰碳酸盐前驱体，所述前驱体中锰含量与所述前驱体中总金属含量的摩尔比≥50％；所述前驱体包括由多个一次颗粒组成的二次颗粒；所述前驱体的二次颗粒内部呈放射状排布。
4、可选地，所述前驱体满足以下条件中的一个或多个：
5、a.所述前驱体的二次颗粒内部具有多个径向分布的束状结构，所述前驱体的二次颗粒中束状结构包括多个同向排布的一次颗粒；在一些实施例中，前驱体的二次颗粒内部多为束状结构；
6、b.所述富锰碳酸盐前驱体所述前驱体的二次颗粒内部具有多个径向分布的束状结构，所述前驱体的二次颗粒中束状结构的平均长度为2000-4000nm；
7、c.所述前驱体的截面孔隙率＜8％；优选地，所述前驱体
8、可选地，所述富锰碳酸盐前驱体存在衍射角2θ＝24.4±0.5°的衍射峰对应的(012)晶面，所述前驱体存在衍射角2θ＝31.7±0.5°的衍射峰对应(104)晶面，并满足以下条件中的一个或多个：
9、a.所述前驱体在(012)晶面的晶粒尺寸d(012)为所述前驱体在(104)晶面的晶粒尺寸d(104)为
10、b.所述前驱体在(012)晶面、(104)晶面的平均晶粒尺寸为优选所述前驱体在(012)晶面、(104)晶面的平均晶粒尺寸为
11、c.所述前驱体在(012)晶面的衍射峰峰强i(012)与在(104)晶面的衍射峰峰强i(104)之比i(012)/i(104)为0.1-0.3。
12、可选地，所述富锰碳酸盐前驱体满足以下条件中的一个或多个：
13、(1)所述前驱体的化学通式为mnxniycozco3，其中，0.5≤x＜1，0≤y＜0.5，0≤z＜0.5，x+y+z＝1；
14、(2)所述前驱体的平均粒径d50为8-20μm；
15、(3)所述前驱体的粒径分布span＝(d90-d10)/d50为1.2-1.6；
16、(4)所述前驱体的振实密度td为1.9-2.2g/cm3；
17、(5)所述前驱体在73.8mpa下的颗粒破碎度＜5％。
18、本申请还提供一种所述的富锰碳酸盐前驱体的制备方法，包括：
19、将包括金属盐溶液、沉淀剂和络合剂在内的原料按照各自的流速加入底液中进行共沉淀反应，然后固液分离得到所述富锰碳酸盐前驱体；
20、其中，所述沉淀剂包括碳酸钠和/或氢氧化钠；所述络合剂包括氨水、草酸、碳酸氢铵或edta中的一种或多种。
21、可选地，所述富锰碳酸盐前驱体的制备方法满足以下条件中的一个或多个：
22、①所述金属盐溶液的流速为反应容器体积的1-15％/h；
23、②所述金属盐溶液、所述沉淀剂和所述络合剂的流速比为1：(1.4-1.6)：(0.1-0.5)；
24、③所述底液包括水、沉淀剂或络合剂中的一种或多种；
25、④所述底液的ph值为8-9，所述底液的氨浓度为10-10g/l；
26、⑤所述共沉淀反应的温度为40-75℃，所述共沉淀反应的搅拌速度为80-200r/min；
27、⑥所述共沉淀反应的过程中通过浓缩设备排出母液，母液的排液速率与总进液速率保持一致。
28、本申请还提供一种锂离子电池正极材料，所述锂离子电池正极材料的原料包括所述的富锰碳酸盐前驱体；
29、优选地，所述锂离子电池正极材料为富锂锰基正极材料；所述富锂锰基正极材料的压实密度cd为2.8-3.2g/cm3。
30、本申请还提供一种所述的锂离子电池正极材料的制备方法，包括：
31、将所述富锰碳酸盐前驱体与锂源混合，煅烧得到所述锂离子电池正极材料。
32、本申请还提供一种锂离子电池，包括所述的锂离子电池正极材料。
33、本申请还提供一种涉电设备，其特征在于，包括所述的锂离子电池。
34、与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
35、本申请提供的富锰碳酸盐前驱体，前驱体的内部为放射状结构，受外力时径向上支撑性能好，抗压能力强，使得颗粒破碎度低，可缓解烧结正极材料过程中的体积应变，能够降低或避免烧结后的正极材料出现内部开裂问题，提高正极材料结构强度，改善循环性能。
36、本申请提供的富锰碳酸盐前驱体的制备方法，将包括锰的金属盐溶液、沉淀剂和络合剂在内的原料按照各自的流速加入底液中进行共沉淀反应，然后固液分离得到富锰碳酸盐前驱体；限定沉淀剂包括碳酸钠，络合剂包括碳酸氢铵、氨水、草酸、edta中的一种或多种。该方法操作简单，通过限定络合剂和沉淀剂种类，并调整金属盐溶液、沉淀剂和络合剂的各进料流速可得到具有上述特殊形貌的富锰碳酸盐前驱体。
37、本申请提供的锂离子电池和涉电设备，电性能优异。
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1.一种富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，所述前驱体中锰含量与所述前驱体中总金属含量的摩尔比≥50％；所述前驱体包括由多个一次颗粒组成的二次颗粒；所述前驱体的二次颗粒内部呈放射状排布。
2.根据权利要求1所述的富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，所述前驱体满足以下条件中的一个或多个：
3.根据权利要求1所述的富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，所述前驱体存在衍射角2θ＝24.4±0.5°的衍射峰对应的(012)晶面，所述前驱体存在衍射角2θ＝31.7±0.5°的衍射峰对应(104)晶面，并满足以下条件中的一个或多个：
4.根据权利要求1-3任一项所述的富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
5.一种权利要求1-4任一项所述的富锰碳酸盐前驱体的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的富锰碳酸盐前驱体的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
7.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料的原料包括权利要求1-4任一项所述的富锰碳酸盐前驱体；
8.一种权利要
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求7所述的锂离子电池正极材料。
10.一种涉电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，所述前驱体中锰含量与所述前驱体中总金属含量的摩尔比≥50％；所述前驱体包括由多个一次颗粒组成的二次颗粒；所述前驱体的二次颗粒内部呈放射状排布。
2.根据权利要求1所述的富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，所述前驱体满足以下条件中的一个或多个：
3.根据权利要求1所述的富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，所述前驱体存在衍射角2θ＝24.4±0.5°的衍射峰对应的(012)晶面，所述前驱体存在衍射角2θ＝31.7±0.5°的衍射峰对应(104)晶面，并满足以下条件中的一个或多个：
4.根据权利要求1-3任一项所述的富锰碳酸盐前驱体，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：何乐，王灯，翁毅，周正，张雯颖，纪方力，袁国和，訚硕，
申请(专利权)人：中伟新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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