[發明專利]一種層狀富鋰錳基正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810247168.0
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108448109B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 彭忠東;胡國榮;杜柯;曹雁冰;沐坤昌
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠

1.一種層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，其化學式為：

的摻雜量，y表示B的摻雜量，其中0x≤0.01，0y≤0.01；

所述的層狀富鋰錳基正極材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將錳鹽、鎳鹽和鋁鹽配制成混合鹽溶液，將混合鹽溶液、沉淀劑加入到反應底液中，在保護氣氛下進行共沉淀反應，將反應產物干燥后得到鎳錳鋁三元前驅體；

(2)將鋰源化合物、含硼化合物加入到步驟(1)得到的鎳錳鋁三元前驅體中，研磨后得到混合物；

(3)將步驟(2)中得到的混合物在空氣中鍛燒，得到所述層狀富鋰錳基正極材料。

2.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述0.005x≤0.01，0.0025y≤0.005。

3.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述錳鹽為硫酸錳、硝酸錳中的一種或多種；所述鎳鹽為硫酸鎳、硝酸鎳中的一種或多種；所述鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁中的一種或多種； 所述混合鹽溶液的濃度為0.5～5.0mol/L。

4.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述沉淀劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的一種或多種，所述沉淀劑的濃度為0.5～5.0mol/L。

5.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述錳鹽和沉淀劑的摩爾比為0.75:(1.0～1.5)。

6.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述反應底液為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨溶液中的一種或多種，所述反應底液的pH為10.0～15.0，反應底液的體積為反應釜體積的1/3～2/3。

7.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述步驟(1)中的共沉淀反應，控制溫度為45～75℃，pH值在7.8～10.0，攪拌速度為500～1500rpm，反應時間為6.0～24.0h。

8.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述鋰源化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰中的一種或多種；所述含硼化合物為硼酸、硼酸銨中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的層狀富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述步驟(3)中的煅燒分為中溫煅燒和高溫煅燒，所述中溫煅燒溫度為450～600℃，升溫速率為1～3℃/min，低溫煅燒時間為3～7h；所述高溫煅燒溫度為750～850℃，升溫速率為2～8℃/min，高溫煅燒時間為10～15h。