一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料及其制备方法和应用，涉及正极材料技术领域。本发明专利技术正极材料的化学式为LiNi<subgt;0.5</subgt;Re<subgt;x</subgt;Mn<subgt;1.5‑x</subgt;O<subgt;4‑y</subgt;F<subgt;y</subgt;，其中0<x≤0.08，0<y≤0.06，Re为稀土元素。本发明专利技术通过室温固相反应，辅助高温煅烧制备得到稀土和氟共掺杂结合钙钛矿型ReMnO<subgt;3</subgt;包覆的尖晶石型镍锰酸锂正极材料。原材料在升温过程中经历了稀土和氟分别进入尖晶石型镍锰酸锂中的过渡金属位和氧位。稀土元素与镍和锰元素相比，其在尖晶石相中的“溶解度”相对较低。随着煅烧温度的增加，增加的正电荷使稀土元素在尖晶石相表面析出生成ReMnO<subgt;3</subgt;。本发明专利技术可以同时对尖晶石型镍锰酸锂的体相结构和表面性质进行调控，能够有效改善尖晶石型镍锰酸锂在充放电过程中的电化学可逆性。本发明专利技术方法操作简单，反应条件易于控制，成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料及其制备方法和应用，涉及正极材料。

技术介绍

1、目前，几种类型的锂离子电池正极材料已经开发并商业化，主要包括橄榄石型lifepo4、层状licoo2、层状镍-钴-锰三元材料（linixcoymnzo2）和尖晶石limn2o4。其中，橄榄石型lifepo4可以提供最佳的长循环稳定性。然而，其能量密度（~495 wh kg-1）较低，制备工艺复杂。钴基层状licoo2（~518 wh kg-1）和linixcoymnzo2（如lini1/3co1/3mn1/3o2，~576 whkg-1）具有更高的能量密度。但是钴是一种稀有且昂贵的金属，导致钴基层状氧化物的生产成本高，从而限制了其大规模应用。limn2o4正极材料具有易于制备、生产成本低的优点，但其能量密度低（440 wh kg-1）和循环稳定性差的固有缺陷限制了其大规模应用。

2、研究人员发现，在尖晶石型limn2o4中引入镍离子可以显著提高limn2o4的电化学性能。例如，组成lini0.5mn1.5o4具有4.7 v（vs. li/li+）本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式如下：LiNi0.5RexMn1.5-xO4-yFy，其中0<x≤0.08，0<y≤0.06，Re为稀土元素。

2.如权利要求1所述的一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料，其特征在于，所述正极材料为核壳结构，其中芯层为尖晶石型镍锰酸锂，空间群为Fd-3m(227)，壳层为钙钛矿型ReMnO3包覆层。

3.如权利要求1所述的一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料，其特征在于，所述稀土为La、Ce、Pr、Nd中的至少一种。

4.如权利要求1~3任意一项所述的一种复合改性尖晶...

【技术特征摘要】

1.一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式如下：lini0.5rexmn1.5-xo4-yfy，其中0<x≤0.08，0<y≤0.06，re为稀土元素。

2.如权利要求1所述的一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料，其特征在于，所述正极材料为核壳结构，其中芯层为尖晶石型镍锰酸锂，空间群为fd-3m(227)，壳层为钙钛矿型remno3包覆层。

3.如权利要求1所述的一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料，其特征在于，所述稀土为la、ce、pr、nd中的至少一种。

4.如权利要求1~3任意一项所述的一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的一种复合改性尖晶石型镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴学航，吴文伟，周秋兰，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：