【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着航天器、电动车、医疗设备以及通讯设备等电子设备的不断发展，锂离子电池已经成为其中不可或缺的部分；然而其能量密度还需要进一步提高以满足在新能源汽车中的应用。
2、单体锂离子电池的能量密度由电池本身的工作电压和电池容量决定。所以，可以通过提高电池工作电压或容量来提升电池能量密度。层状富锂锰基正极材料xli2mno3·(1-x)limo2(0<x<1)由limo2(m＝mn、co、ni)和li2mno3组成，在2-4.8v电压下的放电比容量可达250-300mah/g，被认为是一种理想的高能量密度锂离子电池正极材料。富锂锰基材料具有独特的阴离子氧化还原机制，该机制虽然贡献了高比容量，但也造成富锂材料晶体结构不稳定、氧损失和过渡金属迁移等，进而引起循环过程电压和容量衰减、较低的首圈库仑效率和较差的循环性能等问题。
3、目前，国内外研究者通常采用表面修饰、体相掺杂、形貌结构等改性方法缓解富锂锰基材料循环过程中不可逆氧流失和相变等问题。其中表面修饰主要采用金属氧化物、氟化物、石墨烯、聚合物等物质，而采用有机正极补锂剂的报道较为少见。草酸锂(li2c2o4)被认为是最有前途的锂补偿材料之一，其在4.7v左右能分解产生li+，提供440mah/g的容量，可以弥补富锂锰基正极材料在首次充放电过程中的锂损失，从而提高其首效和能量密度；且与其他补锂材料相比，有机锂盐具有更低的分解电位，制备方法简单，对空气和水
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料及其制备方法，不仅能提高富锂锰正极材料的首效库伦效率，还能提高其循环和倍率性能。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一方面，本专利技术提供了一种草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1将金属盐溶液、沉淀剂和络合剂并流通入反应容器中，进行共沉淀反应，反应结束后陈化、过滤、干燥，得到富锂锰基正极材料前驱体；
5、s2将富锂锰基正极材料前驱体和锂源混合均匀，以4-6℃/min的速率升温至800-900℃，烧结8-16h，得到富锂锰基正极材料lmr；
6、s3将二水合草酸、cnt和lmr加入水中，加热搅拌均匀，得到复合浆料；
7、s4将氢氧化锂溶于水中，滴加到复合浆料中，持续搅拌后，得到反应浆料；
8、s5反应浆料经过滤、干燥，得到草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料。
9、优选地，步骤s1中，所述金属盐溶液中，金属盐为锰盐、镍盐和钴盐，锰盐、镍盐和钴盐的摩尔比为(5-8):(1-4):(0-2)，金属盐溶液的浓度为0.5-4mol/l；其中，所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰和乙酸锰中的至少一种；所述镍盐为硫酸镍、硝酸锰、氯化镍和乙酸镍中的至少一种；所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴和乙酸钴中的至少一种。
10、优选地，步骤s1中，所述沉淀剂为碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液中的至少一种，浓度为0.5-4mol/l；所述络合剂为氨水、碳酸氢铵溶液和碳酸铵溶液中的至少一种，浓度为0.5-2mol/l。
11、优选地，步骤s1中，所述共沉淀反应的ph为7-11，反应温度为50-60℃；陈化时间为12-24h。
12、优选地，步骤s1中，所述富锂锰基正极材料前驱体的粒度d50为4-6μm。
13、优选地，步骤s2中，所述锂源为碳酸锂和氢氧化锂中的至少一种，锂源与富锂锰基正极材料前驱体的摩尔比为(1.2-1.3):1。
14、优选地，步骤s3中，所述二水合草酸的质量按生成的草酸锂、cnt和lmr的质量比为(1-5):(1-5):100；加热至50-80℃。
15、优选地，步骤s4中，所述氢氧化锂与二水合草酸的摩尔比为(2-2.05):1；使用氢氧化锂控制反应ph为7-7.5，反应时间为10-40min。
16、优选地，步骤s5中，干燥温度为130-160℃，干燥时间为3-5h。
17、另一方面，本专利技术提供了通过上述草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料的制备方法制备得到的草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料。
18、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
19、本专利技术制备的草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料，草酸锂包覆层有补锂效果，提高了lmr正极材料的首次库伦效率和能量密度。同时，cnt包覆层不仅能有效降低补锂剂的分解电压，提高补锂效率，还能作为惰性保护层保护lmr正极材料，提升材料导电率的同时，减少锂离子脱嵌时材料的扭曲，抑制氧的释放和结构相变，有效改善了电池的循环稳定性。
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1.草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属盐溶液中，金属盐为锰盐、镍盐和钴盐，锰盐、镍盐和钴盐的摩尔比为(5-8):(1-4):(0-2)，金属盐溶液的浓度为0.5-4mol/L；其中，所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰和乙酸锰中的至少一种；所述镍盐为硫酸镍、硝酸锰、氯化镍和乙酸镍中的至少一种；所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴和乙酸钴中的至少一种。
3.如权利要求1所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述沉淀剂为碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液中的至少一种，浓度为0.5-4mol/L；所述络合剂为氨水、碳酸氢铵溶液和碳酸铵溶液中的至少一种，浓度为0.5-2mol/L。
4.如权利要求1所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述共沉淀反应的pH为7-11，反应温度为50-60℃；陈化时间为12-24h。
5.如权利要求1所述的
6.如权利要求1所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述锂源为碳酸锂和氢氧化锂中的至少一种，锂源与富锂锰基正极材料前驱体的摩尔比为(1.2-1.3):1。
7.如权利要求1所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述二水合草酸的质量按生成的草酸锂、CNT和LMR的质量比为(1-5):(1-5):100；加热至50-80℃。
8.如权利要求1所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述氢氧化锂与二水合草酸的摩尔比为(2-2.05):1；使用氢氧化锂控制反应pH为7-7.5，反应时间为10-40min。
9.如权利要求1所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中，干燥温度为130-160℃，干燥时间为3-5h。
10.如权利要求1-9任一项所述的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料的制备方法制备得到的草酸锂/CNT包覆改性富锂锰正极材料。
...【技术特征摘要】
1.草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述金属盐溶液中，金属盐为锰盐、镍盐和钴盐，锰盐、镍盐和钴盐的摩尔比为(5-8):(1-4):(0-2)，金属盐溶液的浓度为0.5-4mol/l；其中，所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰和乙酸锰中的至少一种；所述镍盐为硫酸镍、硝酸锰、氯化镍和乙酸镍中的至少一种；所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴和乙酸钴中的至少一种。
3.如权利要求1所述的草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述沉淀剂为碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液中的至少一种，浓度为0.5-4mol/l；所述络合剂为氨水、碳酸氢铵溶液和碳酸铵溶液中的至少一种，浓度为0.5-2mol/l。
4.如权利要求1所述的草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述共沉淀反应的ph为7-11，反应温度为50-60℃；陈化时间为12-24h。
5.如权利要求1所述的草酸锂/cnt包覆改性富锂锰正极材料的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙琦，张姝，赵柯迪，张静茹，王赛赛，朱鑫瑜，
申请(专利权)人：青岛乾运高科新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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