[發(fā)明專利]富鋰錳基正極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310416745.1
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN104466157B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏永高;邱報;劉兆平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵,李玉秋

1.一種如式（Ⅰ）所示的富鋰錳基正極材料，所述富鋰錳基正極材料的X射線衍射圖譜中，布拉格角度在18.7°附近的衍射峰強度與布拉格角度在44.6°附近的衍射峰強度的比值為1.10～1.24；

（x-y）Li₂MnO₃·yMnO₂·（1-x）Li（M_aM′_b）O₂???（Ⅰ）；

其中，M為鎳、鈷、錳、鐵、硼、鋁和釩中的一種或多種；

M′為鈦、鉻、銅、鋅、鋯、鈮和鉬中的一種或多種；

0<x≤0.8；0.01≤y≤0.2；

a+b=1；0≤b≤0.5。

2.一種富鋰錳基正極材料的制備方法，包括以下步驟：

將如式（Ⅱ）所示的富鋰錳基化合物與脫鋰劑混合，進(jìn)行脫鋰反應(yīng)，反應(yīng)后得到如式（Ⅰ）所示的富鋰錳基正極材料；

（x-y）Li₂MnO₃·yMnO₂·（1-x）Li（M_aM′_b）O₂???（Ⅰ）；

xLi₂MnO₃·（1-x）Li（M_aM′_b）O₂???（Ⅱ）；

其中，M為鎳、鈷、錳、鐵、硼、鋁和釩中的一種或多種；

M′為鈦、鉻、銅、鋅、鋯、鈮和鉬中的一種或多種；

0<x≤0.8；0.01≤y≤0.2；

a+b=1；0≤b≤0.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述脫鋰劑為氣體脫鋰劑或固體脫鋰劑，所述氣體脫鋰劑為酸性氣體或堿性氣體；所述固體脫鋰劑為可以分解產(chǎn)生酸性氣體或堿性氣體的物質(zhì)中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述酸性氣體為二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、氟化氫、鹵素氣體和硫化氫中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述堿性氣體為氨氣、磷化氫或聯(lián)氨。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述固體脫鋰劑為氯化銨、亞硫酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨、乙酸銨、草酸氨、磷化氨和尿素中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述脫鋰反應(yīng)為固相脫鋰反應(yīng)或液相脫鋰反應(yīng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述固相脫鋰反應(yīng)為：將所述固體脫鋰劑與富鋰錳基化合物按照摩爾比1:100～1:2混合均勻后，在40℃～1000℃下反應(yīng)2～30h。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述固相脫鋰反應(yīng)為：在所述富鋰錳基化合物中通入摩爾比為1:100～1:2的氣體脫鋰劑與惰性氣體的混合氣體，在40℃～1000℃下反應(yīng)2～30h。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述液相脫鋰反應(yīng)為：將所述富鋰錳基化合物、固體脫鋰劑與水混合，在60～300℃下反應(yīng)2～30h，所述富鋰錳基化合物與固體脫鋰劑的摩爾比為1:100～1:2。

11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)結(jié)束后對產(chǎn)物進(jìn)行處理：將反應(yīng)后的產(chǎn)物與液相萃取劑混合，過濾后進(jìn)行熱處理。