【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池正极材料制备，具体涉及表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法。
技术介绍
1、随着电动汽车的井喷式发展，动力锂离子电池对电极材料的性能要求越来越高。由于正负极容量的差异以及固态电解质和全固态锂电池的不断研究和发展，正极材料主导了能量密度和成本，是限制锂离子电池发展的瓶颈。因此，发展高比容量的正极材料是实现电动车辆用高能量密度锂离子动力电池的关键。
2、归因于过渡金属的氧化还原反应以及氧的电荷补偿机制，富锂锰基正极材料表现出超高的比容量(＞250mah g-1)和能量密度(高达900wh kg-1)，高于其他动力电池正极材料磷酸铁锂和三元材料，被认为是最具有应用前景的下一代高能量密度锂离子电池正极材料之一。然而，对富锂锰基正极材料来说，氧的氧化还原是一把双刃剑，体相可逆的氧的氧化还原贡献了比容量，而不可逆氧损失会引起充放电过程中的过渡金属迁移、结构相变、过渡金属还原，以及由此导致的容量/电压衰减、电压迟滞、首次库仑效率低等电化学性能的降低，是富锂锰基正极材料亟待解决的问题。而这些不可逆氧损失基本都发生在材料表面，因此保持体相氧可逆的氧化还原，开发有效抑制表面不可逆氧损失的方法成为解决富锂锰基正极材料主要问题的关键。
3、目前，有效抑制富锂锰基正极材料表面不可逆氧损失的方法主要有：通过表面包覆和掺杂可以增强tm-o结合力和改变氧的电子结构来稳定表面氧；改变表面的化学构型(取代表面li-o-li)和在表面制造氧空位(去除表面氧)也可以在不同程度上缓解氧的不可逆脱出。这些手段基本上是从稳定表
4、中国专利(申请号：202110242324.6，公开号：cn112599783b，公开日：2021-03-05)公开了一种硒掺杂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用，将富锂锰基正极材料与硒粉混合均匀，获得混合物后，将混合物料置于煅烧装置中硒化，获得硒化的富锂锰基正极材料mli2mno3-δ·(1-m)litmo2-δse2δ/3，硒化温度为500-900℃，硒化时间为5-10h，高温硒化和充足的硒化时间可以保证硒在富锂锰基正极材料中的均匀分布。然而，通过硒化时间和硒化温度参数的设定得到的是体相硒掺杂的富锂锰基正极材料，而不是针对于表面氧。
5、中国专利(申请号：201510963549.5，公开号：cn105576202a，公开日：2015-12-21)公开了一种富锂锰硒基正极材料及其制备方法，将含锰元素的可溶性盐、可溶性含硒化合物和m元素的可溶性盐的物质的量之和的1～2倍称取锂源化合物，再将锂源化合物与复合金属前驱体混合均匀，得到混合物，在含氧气氛下，将混合物以0.5～10℃/min的升温速度加热到200～500℃，保温2～12h；然后再以0.5～10℃/min的升温速度加热到600～900℃，煅烧2～24h，降温，得到富锂锰硒基正极材料xli2mn1-yseyo3·(1-x)limo2。可溶性含硒化合物为h2seo3、seo2或na2seo3。该技术是将se以阳离子形式掺杂入富锂锰基正极材料中，解决现有的富锂锰基正极材料倍率性能差、循环性能差的技术问题，也不是直接针对表面氧损失的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，通过抑制富锂锰基正极材料表面氧损失，从而缓解了电化学性能的衰减。
2、本专利技术所采用的技术方案是，表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，具体为：将富锂锰基正极材料和硒粉并平铺到磁舟两端，然后将磁舟放到管式炉中，其中，硒粉在管式炉的上游，富锂锰基正极材料在下游，在惰性气氛下进行硒化，即得到表面硒化的富锂锰基正极材料。
3、本专利技术的特点还在于，
4、富锂锰基正极材料的化学式为li1+xm1-xo2，其中，0<x<1，m为ni、co或mn中的至少一种。
5、富锂锰基正极材料和硒粉的质量比为1：0.05～0.20。
6、硒化具体条件为：惰性气氛为氩气和氢气混合气体；硒化温度为300～450℃，升温速率为2～5℃/min，硒化时间为2-3h。
7、氩气和氢气的体积比为9～12：1。
8、本专利技术的有益效果是：本专利技术制备表面硒化的富锂锰基正极材料的方法，充分利用了硒源沸点低的特点，在惰性气氛下容易与富锂锰基正极材料发生气固反应，实现表面硒化，硒以阴离子形式分布在富锂锰基正极材料的表面，硒取代表面氧可以有效抑制表面不可逆氧损失，同时不改变体相晶格，从而不影响体相高容量的优势，缓解表面氧损失引起的过渡金属迁移、结构相变以及电压和容量持续衰减等电化学问题。此外，硒化物的电子电导率高于氧化物，有利于倍率性能的提高。硒化相较于表面阳离子掺杂等改性方法更直接、有效，同时，该方法操作简单、可控性强，适用于大规模工业生产，为抑制富锂锰基正极材料表面氧损失提供新方向。
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1.表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，具体为：将富锂锰基正极材料和硒粉并平铺到磁舟两端，然后将磁舟放到管式炉中，其中，硒粉在管式炉的上游，富锂锰基正极材料在下游，在惰性气氛下进行硒化，即得到表面硒化的富锂锰基正极材料。
2.根据权利要求1所述的表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基正极材料的化学式为Li1+xM1-xO2，其中，0<x<1，M为Ni、Co或Mn中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基正极材料和硒粉的质量比为1：0.05～0.20。
4.根据权利要求1所述的表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，硒化具体条件为：惰性气氛为氩气和氢气混合气体；硒化温度为300～450℃，升温速率为2～5℃/min，硒化时间为2-3h。
5.根据权利要求1所述的表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，氩气和氢气的体积比为9～12：1。
【技术特征摘要】
1.表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，具体为：将富锂锰基正极材料和硒粉并平铺到磁舟两端，然后将磁舟放到管式炉中，其中，硒粉在管式炉的上游，富锂锰基正极材料在下游，在惰性气氛下进行硒化，即得到表面硒化的富锂锰基正极材料。
2.根据权利要求1所述的表面硒化的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基正极材料的化学式为li1+xm1-xo2，其中，0<x<1，m为ni、co或mn中的至少一种。
3.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳彦岭，李喜飞，任鹏刚，郭铮铮，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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