【技术实现步骤摘要】
一种锰基固溶体正极材料及制备方法与用途
[0001]本专利技术属于锂离子电池
,涉及一种锰基固溶体正极材料及制备方法与用途。
技术介绍
[0002]锰基材料LiMnO2理论容量285mAh/g,容量发挥潜力大,同时具有成本低,原料丰富,安全性能优等优势,但是高温性能较差需要找到合适的方案来稳定其结构避免其尖晶石化。
[0003]目前锰基材料LiMnO2难以合成纯相,大部分合成出来的材料容易尖晶石化,并且克容量发挥较低高温循环较差,常用的方法是采用掺杂元素和包覆等方案来稳定其结构,都是单个元素占据Li/Mn/O位,但是在长期的充放电过程中掺杂元素也会慢慢的不稳定;都难以从根本上改变LiMnO2材料本身层状结构不稳定的特点,高温下性能依然无法满足要求;同时在循环过程中LiMnO2会逐渐倾向于尖晶石化,而失去活性,容量无法恢复。
[0004]目前通过如下方法对锰基材料进行改性,(1)CN102800840A公开了一种类球形锰酸锂及其制备方法,减小了材料的比表面积,从而减少了锰的溶解,提高了电池的循环性能。但是这种方法只是对于材料形貌进行了调控,没有能够有效隔绝锰酸锂和电解液的直接接触。(2)表面包覆氧化物、磷酸盐、氟化物等无机材料,通过惰性材料的包覆,隔绝正极材料与电解液的直接接触,减少了锰的溶解,提高了电池的循环性。如CN104134793A公开了一种锂离子电池正极材锰酸锂的制备方法,使用掺杂改性锰酸锂包覆普通锰酸锂,可以提高材料的循环性能。但是掺杂改性的锰酸锂在生产过程中容易引入晶体缺陷,导致产品 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锰基固溶体正极材料,其特征在于,所述锰基固溶体正极材料为层状结构,所述锰基固溶体正极材料的化学式为aNa2Mn
x
R
(1
‑
x)
O3·
(1
‑
a)LiMn
y
M
(1
‑
y)
O2,其中0.05≤a<1,0<x≤1,0.1≤y≤1,所述化学式中的R和M各自独立地包括碱金属元素、碱土金属元素或过渡金属元素中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的锰基固溶体正极材料,其特征在于,所述化学式中,0.05≤a≤0.35;优选地,所述化学式中的R包括Co、Fe、Zn、Cu、Na、K、Zr、Mg、Nb、W、Y、Sr、Ca或Al中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述化学式中的M包括Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Na、K、Zr、Mg、Nb、W、Y、Sr、Ca或Al中的任意一种或至少两种的组合。3.一种如权利要求1或2所述的锰基固溶体正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:将钠锰基氧化物材料与锰基一烧材料混合,含氧气氛下烧结,得到所述锰基固溶体正极材料;其中,所述钠锰基氧化物材料的化学式为Na2Mn
x
R
(1
‑
x)
O3,0<x≤1,所述锰基一烧材料的化学式为LiMn
y
M
(1
‑
y)
O2,0.1≤y≤1,所述钠锰基氧化物材料的化学式中的R和所述锰基一烧材料的化学式中的M各自独立地包括碱土金属元素和/或过渡金属元素。4.根据权利要求3所述的锰基固溶体正极材料的制备方法,其特征在于,所述烧结的温度为400~1000℃,优选为800~950℃。5.根据权利要求3或4所述的锰基固溶体正极材料的制备方法,其特征在于,所述钠锰基氧化物材料的D50为100nm~5μm;优选地,所述钠锰基氧化物材料的比表面积为10~40m2/g。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的锰基固溶体正极材料的制备方法,其特征在于,所述钠锰基氧化物材料的制备方法包括:将钠源和锰源混合,含氧气氛下喷雾热解,得到所述钠锰基氧...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡骐,曾汉民,李思,周聪,徐悦斌,何巍,
申请(专利权)人:湖北亿纬动力有限公司,
类型:发明
国别省市:
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