一种金属元素掺杂锰基补锂剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种金属元素掺杂锰基补锂剂及其制备方法和应用，属于锂电池领域。本发明专利技术提供了一种金属元素掺杂锰基补锂剂，包括锰基补锂剂和掺杂于所述锰基补锂剂中的金属元素；所述金属元素与锰基补锂剂中的氧通过化学键连接；所述锰基补锂剂包括反萤石型Li<subgt;6</subgt;MnO<subgt;4</subgt;与层状LiMnO<subgt;2</subgt;形成的复合锂锰氧化物；所述复合锂锰氧化物的平均化学组成为xLi<subgt;6</subgt;MnO<subgt;4</subgt;·(1‑x)LiMnO<subgt;2</subgt;(0.3≤x≤1)。金属元素与氧元素通过强化学键进行连接，可以有效稳定锰基补锂剂的晶格氧，从而抑制补锂剂产气和锰溶解，并降低锰基补锂剂的极化，可应用于锂离子电池正极侧补锂，有利于提高锂离子电池的能量密度和长循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种金属元素掺杂锰基补锂剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着交通电气化和储能规模化的不断推进，当前锂离子电池的电化学性能已越来越难以满足快速发展的需求，亟待大幅提升锂离子电池的关键性能，如能量密度和长循环寿命。

2、正极侧补锂是一种有效的电池性能优化方法，近年来得到了电池行业的高度关注。在正极材料或正极极片中加入补锂剂，能够补偿锂离子电池在充放电过程中的不可逆锂离子损失，弥补固态电解质-界面相(sei)形成所消耗的锂离子，提高电池能量密度和长循环性能。正极补锂剂一般需要在首圈充电过程中释放锂离子，以弥补不可逆锂离子损失。因此，对正极补锂剂的要求包括：(1)高首圈充电比容量，至少要高于正极材料自身，否则将会降低电池能量密度；(2)低首圈放电比容量，亦即锂离子不需要回嵌至补锂剂之中，也对应着低首圈库伦效率；(3)合适或较低的充电电压，这意味着补锂剂能够较为容易释放锂离子。在诸多补锂剂之中，由反萤石型li6mno4与层状limno2形成的复合锂锰氧化物li6mno4·(1-x)limno2(0.3≤x≤1)，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属元素掺杂锰基补锂剂，其特征在于，包括锰基补锂剂和掺杂于所述锰基补锂剂中的金属元素；所述金属元素与锰基补锂剂中的氧通过化学键连接；

2.根据权利要求1所述的金属元素掺杂锰基补锂剂，其特征在于，所述金属元素包括Al、Mg、Ti、Co、Ni、Fe、Cu、V、Ti、Cr、Nb、Ta、W、Mo、Zn、Ru、Rh、Ir和Pt中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的金属元素掺杂锰基补锂剂，其特征在于，所述金属元素的物质的量为锰元素物质的量的0.01～5％。

4.权利要求1～3任一项所述金属元素掺杂锰基补锂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：...

【技术特征摘要】

1.一种金属元素掺杂锰基补锂剂，其特征在于，包括锰基补锂剂和掺杂于所述锰基补锂剂中的金属元素；所述金属元素与锰基补锂剂中的氧通过化学键连接；

2.根据权利要求1所述的金属元素掺杂锰基补锂剂，其特征在于，所述金属元素包括al、mg、ti、co、ni、fe、cu、v、ti、cr、nb、ta、w、mo、zn、ru、rh、ir和pt中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的金属元素掺杂锰基补锂剂，其特征在于，所述金属元素的物质的量为锰元素物质的量的0.01～5％。

4.权利要求1～3任一项所述金属元素掺杂锰基补锂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含金属元素的化合物包括金属元素对应的氧化物、金属元素对应的氢氧化物、金属元素对应的磷酸盐、金属元素对应的碳酸盐、金属元...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国庆，白珍辉，
申请(专利权)人：北京创能惠通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：