一种富锂无钴的高熵掺杂正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，涉及一种富锂无钴的高熵掺杂正极材料及其制备方法和应用。针对现有正极材料存在工艺复杂，成本过高，改善效果有限等问题，本发明专利技术提供富锂无钴的高熵掺杂正极材料，其化学式为Li[Li<subgt;x</subgt;Ni<subgt;y</subgt;Mn<subgt;z</subgt;A<subgt;1‑x‑y‑z</subgt;]O<subgt;2</subgt;；其中，0.1≤x≤0.25，0.15≤y≤0.25，0.45≤z≤0.58，0.04≤1‑x‑y‑z≤0.15；所述A为Mg、Al、Si、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Sn、Sb、Te、La、Ta、W中至少4种；每种A元素下标的含量在0.01～0.02之间且每种A元素物质的量相等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种富锂无钴的高熵掺杂正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池由于能量密度高和循环寿命长等特点，占据二次电池的主要市场。然而，随着移动设备电源、电动汽车以及储能电网的快速发展，目前的商用锂离子电池在能量密度、功率密度等方面已无法满足人们日益增长的消费需求。而正极材料是提升锂离子电池性能的关键因素。同时，由于钴的价格大幅上涨而增加了电池成本，过渡到无钴正极十分必要。因此，迫切需要开发低成本，高比能的无钴正极材料。

2、传统的层状licoo2正极，三元正极，橄榄石状lifepo4正极以及尖晶石状limn2o4正极等虽具有较好的循环寿命和倍率性能，但其实际比容量较低(≤190mahg-1)，难以满足当今社会对高能量密度锂离子电池的需求。而富锂锰基正极材料由于其高比容量(≥240mahg-1)和低成本(低ni，低co或无co)的特点受到研究者们的广泛关注。但是富锂正极材料中阴离子的氧化还原会导致氧损失，造成循环过程中不可逆结构变化和电压衰减，影响其进一步的商业化。目前主要从包覆、掺杂、表面改性等方法改善其本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种富锂无钴的高熵掺杂正极材料，其特征在于，所述富锂无钴的高熵掺杂正极材料的化学式为Li[LixNiyMnzA1-x-y-z]O2；其中，0.1≤x≤0.25，0.15≤y≤0.25，0.45≤z≤0.58，0.04≤1-x-y-z≤0.15；所述A为Mg、Al、Si、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Sn、Sb、Te、La、Ta、W中至少4种；每种A元素下标的含量在0.01～0.02之间且每种A元素物质的量相等。

2.根据权利要求1所述的富锂无钴的高熵掺杂正极材料，其特征在于，0.15≤x≤0.20，0.18≤y≤0.22，0.52≤z≤0...

【技术特征摘要】

1.一种富锂无钴的高熵掺杂正极材料，其特征在于，所述富锂无钴的高熵掺杂正极材料的化学式为li[lixniymnza1-x-y-z]o2；其中，0.1≤x≤0.25，0.15≤y≤0.25，0.45≤z≤0.58，0.04≤1-x-y-z≤0.15；所述a为mg、al、si、ca、ti、v、cr、fe、cu、zn、zr、nb、mo、ru、sn、sb、te、la、ta、w中至少4种；每种a元素下标的含量在0.01～0.02之间且每种a元素物质的量相等。

2.根据权利要求1所述的富锂无钴的高熵掺杂正极材料，其特征在于，0.15≤x≤0.20，0.18≤y≤0.22，0.52≤z≤0.57。

3.根据权利要求1或2所述的富锂无钴的高熵掺杂正极材料，其特征在于，a为mo、al、nb、fe的组合；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的富锂无钴的高熵掺杂正极材料，其特征在于，晶体结构为r-3m空间群和c2/m空间群共同组成，结构中锂层和过渡金属层交替排列，过量的锂占据过渡金属层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，崔琴文，赵晓琳，李毅，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：