本发明专利技术公开了一种本发明专利技术提供的锂电池、锂电池正极材料及其制作方法，通过先溶胶状的Mn基壳层凝胶材料和球形或类球形[MnxM1-x](OH)2或[MnxM1-x]CO3，其中，所述M为Co、Ni、Al、Ti、Fe、Mg、Cr中的至少一种，x的取值为（0≤x≤0.5）；然后将制备的球形[MnxM1-x](OH)2或[MnxM1-x]CO3与溶胶状的Mn基壳层凝胶材料混合，通过焙烧、退火处理，得到锂电池正极材料Li1+a[Mnb(MnxM1-x)1-b]O2，所述a的取值为0<a<1，所述b的取值为0<b<1；制备过程简单易控；且经过试验，本发明专利技术提供的锂电池正极材料在电压小于4.5V或大于等于4.5V时，都有较高的放电容量，且有较好的倍率性能和循环性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学领域，具体涉及一种。
技术介绍
相对于传统电池，如铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势，自90年代初由索尼公司开发出来后，锂离子电池已经在人们的生活中得到广泛的应用，如便携式电子产品、新能源交通工具及储能等领域。随着锂离子电池技术的发展，要求锂离子电池具有高能量密度、高功率、低成本等特点。锂离子电池的成分组成一般包括:正极材料、负极材料、电解液、隔膜，其中正极材料的性能是影响锂离子电池综合性能的关键因素。目前，商业化的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂(LiCoO2)正极材料、锰酸锂(Li2MnO4)正极材料、三元材料正极材料、磷酸铁锂正极材料。但是，上述正极材料都有各自的缺点: LiCoO2正极材料具有成本高、环境污染严重等缺点，且截止电压超过4.4V以上，材料结构不稳定，循环、安全性能变差的缺点； Li2MnO4正极材料的高温循环与储存性能欠佳； 三元材料正极材料压实密度偏低，其倍率性能与安全性能较低； 磷酸铁锂正极材料放电比容量不高，振实密度偏低，且产品存在较严重的一致性问题。 为了解决上述问题，提出了一种富锂多元正极材料XLi2MnO3.(1-X)LiMO2,其中，M为Mn, Ni, Co、Al、Cr、Fe、Mg等中的至少一种,O < x < I。富锂多元正极材料XLi2MnO3.(1-X)LiMO2中的Li2MnO3组分具有重要的作用，不但可以起到稳定材料结构的作用，同时在高电压下可以提供额外的容量。但是，当截止电压小于4.5V时，富锂多元正极材料XLi2MnO3.(1-X)LiMO2的放电容量较低；而当截止电压大于等于4.5V时，虽然可以获得200mAh/g以上的可逆容量，但是材料的倍率性能和循环性能欠佳。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是，提供一种，解决现有锂电池正极材料在截止电压小于4.5V时放电容量低，而当截止电压大于4.5V时倍率性能和循环性能差的问题。 为解决上述技术问题，本专利技术提供一种锂电池正极材料，所述锂电池正极材料为Li 1+a [Mnb (MnxMh)卜b] O2 ； 所述a的取值为0〈a〈l，所述b的取值为0〈b〈l，所述的x的取值O≤x≤0.5 ; 所述M 为 Co、N1、Al、T1、Fe、Mg、Cr 中的至少一种。 在本专利技术的一种实施例中，所述锂电池正极材料为球形或类球形颗粒，单个颗粒由内核和覆盖所述内核的外壳组成。 在本专利技术的一种实施例中，所述外壳厚度为5_2000nm。 为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种锂电池正极材料制备方法，包括: 制备球形或类球形[MnxM1J(OH)2 或[MnxM1JCO3,其中，所述 M 为 Co、N1、Al、T1、Fe、Mg、Cr中的至少一种，x的取值为O < x < 0.5 ; 制备溶胶状的Mn基壳层凝胶材料； 将所述球形[MnxM1J (OH) 2或[MnxM1J CO3与所述溶胶状的Mn基壳层凝胶材料混合；然后通过焙烧、退火处理，得到锂电池正极材料Li1JMnb(MnxMh) JO2,所述a的取值为0〈a〈l，所述b的取值为0〈b〈l。 在本专利技术的一种实施例中，所述制备球形或类球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM1JCO3包括: 将可溶性Mn盐和M盐混合溶解处理得到混合盐溶液；并对应配备碱溶液和氨水溶液； 将所述混合盐溶液、碱溶液、氨水溶液混合处理得到球形或类球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM卜JCO3。 在本专利技术的一种实施例中，所述混合盐溶液的金属离子浓度为0.1-3.5mol/L，所述碱溶液的浓度为0.1-lOmol/L，所述氨水溶液的浓度为0.1-lOmol/L。 在本专利技术的一种实施例中，将所述混合盐溶液、碱溶液、氨水溶液混合处理得到球形或类球形[MnxM1J ( OH)2或[MnxM1JCO3包括: 采用控制结晶共沉淀工艺，将所述混合盐溶液、碱溶液、氨水溶液加入反应釜中，设反应温度为30-80°C，pH值在7.0-12.0之间，并以50_1500rpm的搅速进行搅拌，使之结晶沉淀生成球形或类球形[MnxM1J (OH) 2或[MnxM1JCCV 在本专利技术的一种实施例中，在本专利技术的一种实施例中，所述制备溶胶状的Mn基壳层凝胶材料包括: 将可溶性Mn盐和锂源混合溶解处理得到混合溶液；并将螯合剂溶解处理得到螯合剂溶液； 将所述混合溶液、螯合剂溶液混合处理得到溶胶状的Mn基壳层凝胶材料。 在本专利技术的一种实施例中，所述将所述混合溶液、螯合剂溶液混合处理得到Mn基壳层凝胶材料包括: 将所述混合溶液加入所述螯合剂溶液中，设置PH值在7.0-12.0之间，在30_80°C下加热搅拌得到溶胶状的Mn基壳层凝胶材料。 在本专利技术的一种实施例中，将所述球形或类球形[MnxM1J (OH) 2或[MnxM1J CO3与所述溶胶状的Mn基壳层凝胶材料混合；然后通过依次焙烧、退火处理，得到锂电池正极材料 Li1+a [Mnb (MnxM1J ^b] O2 包括: 将所述球形或类球形[MnxM1J (OH) 2或[MnxM1J CO3加入所述溶胶状的Mn基壳层凝胶材料中，搅拌混合使溶胶状的Mn基壳层凝胶材料包裹所述球形或类球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM1J CO3，然后进行烘干处理； 烘干处理后，在空气环境下于400-600°C预烧4_12h，然后升温到700-1000°C焙烧6-24h，再冷却至400-750°C退火O-12h，最后冷却至室温，得到锂电池正极材料Li1+a[Mnb (MnxMh)卜b] O2。 为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种锂电池，所述锂电池包括正极、负极和置于所述正极和负极之间的电解质，其特征在于，所述正极包括如上所述的锂电池正极材料或通过如上所述的锂电池正极材料制备方法值得的锂电池正极材料Li1+a[Mnb (MnxMh) 1-b]O2。 本专利技术的有益效果是: 本专利技术提供的，通过先溶胶状的Mn基壳层凝胶材料和球形或类球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM1JCO3,其中，所述M为Co、N1、Al、T1、Fe、Mg、Cr中的至少一种，x的取值为O≤ x≤ 0.5 ;然后将制备的球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM1JCO3与溶胶状的Mn基壳层凝胶材料混合通过焙烧、退火处理，得到锂电池正极材料LijMnbM1J w02，所述a的取值为0〈a〈l，所述b的取值为0〈b〈l ;制备过程简单易控；且经过试验，本专利技术提供的锂电池正极材料Li1+a[Mnb(MnxM1J1JO2，当电压范围为2.0-4.4V时，放电比容量高于140mAh/g，200次循环后容量保持率大于98%，当电压范围为2.0-4.6V时，放电比容量高于200mAh/g，100次循环后容量保持率高于95% ;可见，本专利技术提供的锂电池正极材料在电压小于4.5V或大于等于4.5V时，都有较高的放电容量，且有较好的倍率性能和循环性能。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例一中锂电池正极材料的扫描电镜SEM图一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂电池正极材料,其特征在于，所述锂电池正极材料为Li1+a[Mnb(MnxM1‑x)1‑b]O2；所述a的取值为0<a<1，所述b的取值为0<b<1；所述的x的取值为0≤x≤0.5；所述M为Co、Ni、Al、Ti、Fe、Mg、Cr中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种锂电池正极材料，其特征在于，所述锂电池正极材料为LUMnb(MnxMh)1JO2 ； 所述a的取值为0〈a〈l，所述b的取值为0〈b〈l ;所述的x的取值为O≤x≤0.5 ; 所述M为Co、N1、Al、T1、Fe、Mg、Cr中的至少一种。2.如权利要求1所述的锂电池正极材料，其特征在于，所述锂电池正极材料为球形或类球形颗粒，单个颗粒由内核和覆盖所述内核的外壳组成。3.如权利要求2所述 的锂电池正极材料，其特征在于，所述外壳厚度为5-2000nm。4.一种锂电池正极材料制备方法，其特征在于包括: 制备球形或类球形[MnxM1J (0!1)2或_具_」0)3，其中，所述厘为&)、附41、1^6、1%、Cr中的至少一种，X的取值为O≤X≤0.5 ; 制备溶胶状的Mn基壳层凝胶材料； 将所述球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM1JCO3与所述溶胶状的Mn基壳层凝胶材料混合；然后通过焙烧、退火处理，得到锂电池正极材料Li1JMnb(MnxMh) P1JO2，所述a的取值为0〈a〈l，所述b的取值为0〈b〈l。5.如权利要求4所述的锂电池正极材料制备方法，其特征在于，所述制备球形或类球形[MnxM1J (OH)2 或[MnxM1JCO3 包括: 将可溶性Mn盐和M盐混合溶解处理得到混合盐溶液；并对应配备碱溶液和氨水溶液； 将所述混合盐溶液、碱溶液、氨水溶液混合处理得到球形或类球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM 卜 JCO3。6.如权利要求5所述的锂电池正极材料制备方法，其特征在于，所述混合盐溶液的金属离子浓度为0.1-3.5mol/L，所述碱溶液的浓度为0.Ι-lOmol/L，所述氨水溶液的浓度为0.1—lOmol/L。7.如权利要求5所述的锂电池正极材料制备方法，其特征在于，将所述混合盐溶液、碱溶液、氨水溶液混合处理得到球形或类球形[MnxM1J (OH)2或[MnxM1J CO3包括: 采用控制结晶共沉淀工艺，将所述混合盐溶液、碱溶液、氨水溶液加...
【专利技术属性】
技术研发人员：王先友，杨秀康，王泽平，李建邦，袁好，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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