[發明專利]一種鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910945885.5
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110683584B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 趙成龍;王正偉;朱華君;王永琛;張秀奎;吳葉超
• 申請（專利權）人: 星恒電源股份有限公司
• 主分類號: C01G45/12
• 分類號: C01G45/12;H01M4/1391;H01M4/505;H01M10/0525
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

1.一種鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于包括以下制備步驟：

(1) 制備前驅體A：將二氧化錳、導電劑和粘結劑在N-甲基吡咯烷酮中混合均勻，涂布在鋁箔上并烘干，將其連接放電儀器的正極作為正極片，放電儀器的負極連接金屬鋰，將正極片和金屬鋰置于同一個容器中，并加入溶解鋰鹽的有機溶劑組成原電池，放電至預定容量a，取出正極片，烘干后將表面涂布層從鋁箔上取下，得到粉料狀的前驅體A；

(2) 制備前驅體B：將二氧化錳、導電劑和粘結劑在N-甲基吡咯烷酮中混合均勻，涂布在鋁箔上并烘干，將其連接放電儀器的正極作為正極片，放電儀器的負極連接金屬鋰，將正極片和金屬鋰置于同一個容器中，并加入溶解鋰鹽的有機溶劑組成原電池，放電至預定容量b，取出正極片，烘干后將表面涂布層從鋁箔上取下，得到粉料狀的前驅體B；

(3) 根據需要控制的鋰含量確定前驅體A和前驅體B的質量比，將前驅體A和前驅體B混合，高溫燒結得到富鋰錳正極材料。

2.根據權利要求1所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，預定容量a為616.6mAh/g×二氧化錳克數；步驟(2)中，預定容量b為308.3 mAh/g×二氧化錳克數。

3.根據權利要求1所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，以質量百分比計，二氧化錳的用量為50%～90%，導電劑的用量為5%～25%，粘結劑的用量為5%～25%；步驟(2)中，以質量百分比計，二氧化錳的用量為50%～90%，導電劑的用量為5%～25%，粘結劑的用量為5%～25%。

4.根據權利要求1所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，高溫燒結溫度為500～900℃，時間為8～24小時。

5.根據權利要求1所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：所述二氧化錳為電解二氧化錳；所述導電劑為炭黑導電劑和石墨導電劑中的一種或兩種以上的混合物；所述粘結劑為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一種或其混合物。

6.根據權利要求1所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)和步驟(2)中，所述有機溶劑為直鏈碳酸酯和環狀碳酸酯的混合物；所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、二草酸硼酸鋰、草酸二氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、二氟磷酸鋰、三氟甲磺酸鋰中的一種或兩種以上的混合物。

7.根據權利要求6所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：所述直鏈碳酸酯是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一種或混合物，所述環狀碳酸酯是碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的一種或混合物。

8.根據權利要求1所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)和步驟(2)中，所述容器放置于惰性氣氛中，或者，所述容器為密閉容器。

9.根據權利要求8所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：所述容器為扣式電池殼體，所述正極片和金屬鋰分別作為正極和負極組裝在扣式電池中。

10.根據權利要求1所述鋰含量可控的富鋰錳正極材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)和步驟(2)中，所述放電儀器為電池測試儀或電化學工作站。