【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、随着科技的飞速发展，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命以及环保特性，已成为便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域的重要能源解决方案。而锂离子电池的性能很大程度上取决于其正极材料的性能。
2、公开号为cn118084087b的专利公开了一种镍锰酸锂材料及其制备方法和锂离子电池，提供的一种镍锰酸锂材料的制备方法，包括如下步骤：s1、锰盐、含有掺杂元素的金属盐、氟化铵和尿素进行水热反应，得到层状双氢氧化合物；s2、层状双氢氧化合物煅烧后，得到金属复合氧化物；s3、金属复合氧化物、镍源和锂源烧结后，得到镍锰酸锂材料。镍锰酸锂材料的制备方法，通过体相掺杂能够对材料的晶体结构进行调控，从而改善了材料的结构稳定性和热稳定性，提高了材料的循环性能和倍率性能，将其用于锂离子电池的正极材料，有利于提高电池的电化学性能。
3、公开号为cn118054014b的专利公开了一种磷酸锰铁锂及其制备方法与用途，磷酸锰铁锂包括内核，由内核的中心到内核的外表面，锰元素的含量梯度降低，铁元素的含量梯度升高，磷元素的含量梯度升高，且内核的外表面为富磷酸锂保护层；磷酸锰铁锂还包括包覆内核的碳层。通过形成具有梯度分布的锰、铁及磷，以降低材料的结晶度，使得材料能更快地生长以有效提升压实密度。磷元素在内核的外表面过量而形成富磷酸锂保护层，该富磷酸锂保护层既可以提升电导率，又能够有效改善锰溶出问题，进而得以提高磷酸锰铁锂的容量和循环性能。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的是提供一种锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池，该锂离子电池正极材料具有良好的稳定性，能够实现锂离子电池良好的循环稳定性，且在高充放电速率下仍能保持较高的容量。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术先提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，其包括以下步骤：
4、s1.将包含锰源、镍源、铁源的混合液与聚乙烯吡咯烷酮混合，加入去离子水，超声混合后加入还原剂，搅拌反应，离心、清洗、干燥，得到mnfeni-ldh粉末；
5、s2.将所述mnfeni-ldh粉末煅烧后，得到feni-mno2；
6、s3.将所述feni-mno2和mno2、li2co3混合后球磨，压片后煅烧，自然冷却后研磨，即得锂离子电池正极材料。
7、作为本专利技术上述方案的进一步改进，步骤s1中，所述混合液、聚乙烯吡咯烷酮、去离子水、还原剂的用量比为（9-11）ml：（0.4-0.6）g：（55-65）ml：（18-22）ml。
8、作为本专利技术上述方案的进一步改进，步骤s1中，所述锰源为硝酸锰溶液和/或硫酸锰溶液，所述镍源为硝酸镍溶液和/或硫酸镍溶液，所述铁源为硝酸铁溶液和/或硫酸铁溶液。
9、作为本专利技术上述方案的进一步改进，步骤s1中，所述混合液中，所述锰源、镍源、铁源的体积比为（9-11）：（5-7）：（3-5）；
10、和/或，步骤s1中，所述混合液的浓度为0.4-0.6mol/l。
11、作为本专利技术上述方案的进一步改进，步骤s1中，所述还原剂采用浓度为（0.5-1.5）g/20ml的nabh4溶液。
12、作为本专利技术上述方案的进一步改进，步骤s2中，所述煅烧是在空气气氛、560-600℃条件下煅烧6-8h，所述煅烧的升温速率为2℃/min。
13、作为本专利技术上述方案的进一步改进，步骤s3中，所述feni-mno2、mno2、li2co3的摩尔比为2：1：1。
14、作为本专利技术上述方案的进一步改进，步骤s3中，所述煅烧是在空气氛围下，以2-4℃/min的升温速率升温至700-740℃并在700-740℃下保温3-4h，随后继续以2-4℃/min的升温速率升温至800-850℃并在800-850℃下保温2-3h。
15、本专利技术还提供一种锂离子电池正极材料，其采用如前所述的锂离子电池正极材料的制备方法制备得到的。
16、本专利技术还提供一种锂离子电池，其包括正极片、电解液、隔膜和负极片，所述正极片包括正极材料，所述正极材料采用如前所述的锂离子电池正极材料。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、1.本专利技术先制备mnfeni-ldh粉末作为前驱体，mnfeni-ldh的层状结构有利于后续反应中离子的均匀分布和扩散，为形成均匀且致密的复合氧化物提供了良好的基础；将mnfeni-ldh粉末煅烧形成feni-mno2，再将feni-mno2与mno2、li2co3混合球墨后煅烧得到正极材料，本专利技术的正极材料具有多元金属复合、均匀的结构，能够展现出良好的循环稳定性。同时，由于材料内部结构的优化和li离子扩散路径的缩短，使得本专利技术的正极材料表现出优异的倍率性能，即在高充放电速率下仍能保持较高的容量。
19、2.本专利技术在制备层状结构的mnfeni-ldh时，使用nabh4溶液作为还原剂，由于nabh4的，有助于形成ldh前驱体，且这种还原方式产物的产量大。
20、3.本专利技术将feni-mno2与mno2、li2co3混合球墨后进行分段煅烧的工艺，首先以较慢的升温速度进行初步煅烧，有助于前驱体逐渐分解并转化为目标产物，减少因升温过快导致的结构破坏；随后，在高温下进行长时间的保温处理，有助于进一步改善产物的结晶度和相纯度，提高材料的电化学性能；此外，在高温下的保温处理，有助于促进材料的晶格重排和缺陷修复，提高材料的稳定性和循环性能。同时，高温处理还能促进li离子的嵌入和脱出，提高材料的倍率性能。
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1.一种锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合液、聚乙烯吡咯烷酮、去离子水、还原剂的用量比为（9-11）mL：（0.4-0.6）g：（55-65）mL：（18-22）mL。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述锰源为硝酸锰溶液和/或硫酸锰溶液，所述镍源为硝酸镍溶液和/或硫酸镍溶液，所述铁源为硝酸铁溶液和/或硫酸铁溶液。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合液中，所述锰源、所述镍源、所述铁源的体积比为（9-11）：（5-7）：（3-5）；
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述还原剂采用浓度为（0.5-1.5）g/20mL的NaBH4溶液。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述煅烧是在空气气氛下，以2-4℃/min的升温速率升温至56
7.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述FeNi-MnO2、MnO2、Li2CO3的摩尔比为2：1：1；
8.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述煅烧是在空气氛围下，以2-4℃/min的升温速率升温至700-740℃并在700-740℃下保温3-4h，随后继续以2-4℃/min的升温速率升温至800-850℃并在800-850℃下保温2-3h。
9.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，其采用如权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池正极材料的制备方法制备得到的。
10.一种锂离子电池，其包括正极片、电解液、隔膜和负极片，所述正极片包括正极材料，其特征在于，所述正极材料采用如权利要求9所述的锂离子电池正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述混合液、聚乙烯吡咯烷酮、去离子水、还原剂的用量比为（9-11）ml：（0.4-0.6）g：（55-65）ml：（18-22）ml。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述锰源为硝酸锰溶液和/或硫酸锰溶液，所述镍源为硝酸镍溶液和/或硫酸镍溶液，所述铁源为硝酸铁溶液和/或硫酸铁溶液。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述混合液中，所述锰源、所述镍源、所述铁源的体积比为（9-11）：（5-7）：（3-5）；
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述还原剂采用浓度为（0.5-1.5）g/20ml的nabh4溶液。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉，
申请(专利权)人：唐山国轩电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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