一种熔盐辅助价态梯度掺杂改性单晶正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于新能源材料技术领域，公开了一种熔盐辅助价态梯度掺杂改性单晶正极材料及其制备方法与应用。所述制备方法包括以下步骤：将过渡金属源、锂源、锰源与熔盐助剂混合，顺次进行第一烧结、第二烧结，去除熔盐助剂，得到掺杂改性单晶正极材料前驱体；将掺杂改性单晶正极材料前驱体进行回火处理，得到熔盐辅助价态梯度掺杂改性单晶正极材料；本发明专利技术制备的掺杂改性单晶正极材料可以有效避免材料的容量损失，显著减少脱/嵌锂过程中的晶格失配，缓解充放电过程中的体积应变。同时，形成的M‑O键能增强材料的结构稳定性，抑制材料微裂纹的形成。本发明专利技术所述正极材料的制备方法便于产业化应用，同时为商业改性正极材料提供思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源材料，尤其涉及一种熔盐辅助价态梯度掺杂改性单晶正极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、长期以来，过度依赖化石能源的生产和消费方式，导致能源与环境不协调、不安全，成为世界各国共同面临的问题。由于以化石能源为基础的全球能源体系在能源枯竭和环境污染方面的担忧日益加重，因此，人们对可再生的清洁能源以及与之相适应的能源转换和储存系统提出了迫切的需求。

2、可充电锂离子二次电池(libs)具有输出电压高、安全性能好、循环寿命长等优点，已成为便携式电子产品、电动汽车甚至大型储能系统的重要供能设备。然而，目前libs的发展存在一定障碍，如正极材料的结构稳定性和表面副反应等。其中，尖晶石limn2o4正极材料由于具有稳定的骨架、li的三维扩散通道、低库仑斥力与良好的热稳定性等优势，以及mn元素储量丰富、无毒、环保等突出优势而备受关注。尽管尖晶石结构具有明显优势，但limn2o4的容量衰减是一个致命的缺陷，特别是在高温环境下limn2o4会产生以下变化：(1)深放电时mn3+的jahn-taller畸变；(2)mn3+歧化反应(mn3+→m本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种熔盐辅助价态梯度掺杂改性单晶正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂源包括LiOH·H2O或Li2CO3，所述锰源包括MnCO3、Mn3O4或MnO2，所述熔盐助剂为Li2SO4·H2O。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过渡金属源、所述锂源、所述锰源与所述熔盐助剂的摩尔比为0.01：1～1.08：2：1～2。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式为球磨；所述球磨的时间为3～6h，转速为300～40...

【技术特征摘要】

1.一种熔盐辅助价态梯度掺杂改性单晶正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂源包括lioh·h2o或li2co3，所述锰源包括mnco3、mn3o4或mno2，所述熔盐助剂为li2so4·h2o。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过渡金属源、所述锂源、所述锰源与所述熔盐助剂的摩尔比为0.01：1～1.08：2：1～2。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式为球磨；所述球磨的时间为3～6h，转速为300～400r/min，球料比为10～20：1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一烧结的温度为400～500℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝，张雁南，张恩凤，董鹏，张英杰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：