一种高性能锂离子电池正极材料锰酸锂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高性能锂离子电池正极材料锰酸锂及其制备方法，所述锰酸锂为掺杂有一种或者多种其它金属元素X的掺杂锰酸锂LiMn2-yXyO4，其中，X元素为铝(Al)、锂(Li)、氟(F)、银(Ag)、铜(Cu)、铬(Cr)、锌(Zn)、钛(Ti)、铋(Bi)、锗(Ge)、镓(Ga)、锆(Zr)、锡(Sn)、硅(Si)、钴(Co)、镍(Ni)、钒(V)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和稀土元素镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)中的至少一种，0＜y≤0.11。本发明专利技术提供的锂离子电池正极材料锰酸锂在常温及高温环境下均具有优异的充放电循环性能。材料的制备方法采用固相法，操作简单易于控制，成本低廉易于实现规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于锂离子电池正极材料及其制备

技术介绍
随着世界各国对新能源电池产业的政策倾斜，锂离子动力电池作为21世纪发展的理想能源，越来越受到人们的关注。在锂离子电池的组成中包括电极(正负极)材料、隔膜和电解质。负极材料以石墨、固体碳粒为主；在正负极中间则是电池电解液和隔膜；而正极材料则是锂电池的核心，是决定其电化学性能、安全性能以及未来发展方向的重要因素， 尤其是在动力锂离子电池的安全性问题中，电极材料中的正极材料则更是关键，也是引发锂离子动力电池安全隐患的主要原因。在目前商品化的锂离子电池中，正极材料主要采用的还是钴酸锂(LiCoO2)。但由于钴是一种比较贫乏的资源，价格昂贵，并且钴酸锂的安全隐患并没有得到很好的解决，不适合用在动力电池领域。然而，具有尖晶石结构的锰酸锂是除钴酸锂外开发最早的正极材料，是一种安全性比钴酸锂更加优越的正极材料。而且，锰的资源比钴要更加丰富(尤其是中国，储量居世界第三)，价格低廉，对环境友好。同时，锰酸锂具有放电电压高，技术成熟， 安全性好，具有其他层状结构正极材料所不能比拟的高倍率充放电能力等优点，因而目前在推广锂电动力电池方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高性能锂离子电池正极材料锰酸锂及其制备方法，其特征在于，所述锰酸锂为掺杂有一种或者多种其他金属元素Ｘ的掺杂锰酸锂ＬｉＭｎ２－ｙＸｙＯ４，其中，Ｘ为铝（Ａｌ）、锂（Ｌｉ）、氟（Ｆ）、硼（Ｂ）、银（Ａｇ）、铜（Ｃｕ）、铬（Ｃｒ）、锌（Ｚｎ）、钛（Ｔｉ）、铋（Ｂｉ）、锗（Ｇｅ）、镓（Ｇａ）、锆（Ｚｒ）、锡（Ｓｎ）、硅（Ｓｉ）、铁（Ｆｅ）、钴（Ｃｏ）、镍（Ｎｉ）、钒（Ｖ）、镁（Ｍｇ）、钙（Ｃａ）、锶（Ｓｒ）、钡（Ｂａ）和稀土元素镧（Ｌａ）、铈（Ｃｅ）、镨（Ｐｒ）、钕（Ｎｄ）、钷（Ｐｍ）、钐（Ｓｍ）、铕（Ｅｕ）、钆（Ｇｄ）、铽（Ｔｂ）、镝（Ｄｙ）、钬（Ｈｏ）、铒（Ｅｒ）、铥（Ｔｍ）、镱（Ｙｂ）、...

【技术特征摘要】
1.一种高性能锂离子电池正极材料锰酸锂及其制备方法，其特征在于，所述锰酸锂为掺杂有一种或者多种其他金属元素X的掺杂锰酸锂LiMrvyXyO4,其中，X为铝(Al)、锂(Li)、 氟(F)、硼(B)、银(Ag)、铜(Cu)、铬(Cr)、锌(Zn)、钛(Ti)、铋(Bi)、锗(Ge)、镓(Ga)、锆 (Zr)、锡(Sn)、硅(Si)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钒(V)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba) 和稀土元素镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、 镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)中的至少一种，0 < y 彡 0. 11。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锰酸锂材料中至少掺杂权利要求1中的一种元素，更优选的掺杂方式为掺杂2种或者2种以上权利要求1中的元素。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所制备的锂离子电池正极材料锰酸锂的化学通式为LiMrvyXyO4，所制备的锂离子电池正极材料锰酸锂为尖晶石结构。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备锂离子电池正极材料锰酸锂 LiMrvyXyO4时，所用的锰源化合物为电解二氧化锰(EMD)；所用的锂源化合物包括锂盐、锂的氢氧化物或氧化物，所述锂盐包括碳酸锂、硝酸锂、草酸锂中的至少一种；所述X元素的源化合物包括X元素的氢氧化物、氧化物或盐。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭强强，徐宇兴，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11