[發明專利]一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法及其正極材料

有效

• 申請號: 202010010083.8
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111180702B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 郭鑫;孫學磊;李明鈞;汪輝;曹甘順;周翠芳;曹永博
• 申請（專利權）人: 天能帥福得能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 賀龍萍

本發明提供了一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法及其正極材料，屬于鋰電池技術領域。它解決了現有錳酸鋰正極材料改性工藝復雜等問題，一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將錳源、鋰源和磷酸二氫鋰三種粉末混合；在700?900℃下燒結，再粉碎、過篩得到成品。本發明具有制造成本低，制備方法簡單等優點。

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，特別涉及一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法及其正極材料。

背景技術

鋰離子電池由于具有能量密度高、循環壽命長、對環境友好等優點被廣泛應用于各種便攜式電子產品、電動工具、電動車輛等領域。

鋰離子電池可以選用的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰等幾種，其中錳酸鋰正極材料因具有原料豐富、價格低廉、無污染、電壓高、可承受大電流充放電、安全性好等優勢，有望占有更大的市場份額。

然而相對于其他正極材料，錳酸鋰材料也具有一個突出的缺點，即在電池的使用過程中容量衰減較為嚴重，導致循環性能比較差。

大量研究表明，錳酸鋰容量衰減的主要原因是與電解液發生了副反應并導致部分錳離子的溶解。因此，人們嘗試通過摻雜、包覆等方法克服錳酸鋰的這一缺陷，以期提升其循環性能。

申請號為CN201110300123.3的專利是先對錳酸鋰進行摻雜改性，然后用含有Ti或Al的化合物對錳酸鋰進行表面處理，工序較多。

申請號為CN201410531957.9的專利是以異丙醇鋁為原料，通過分解反應在錳酸鋰表面包覆氧化鋁，原材料成本較高且可能產生污染。

申請號CN201710265332.6是一種含有氧化石墨烯片的錳酸鋰材料的制備方法，用到了過硫酸鉀、醋酸錳、醋酸鎳等，工藝復雜且生產成本較高。

鑒于此，需要開發一種制備方法簡單易行、成本低且循環性能比較理想的錳酸鋰材料。

發明內容

本發明的第一個目的是針對現有技術中存在的上述問題，提供了一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法；本發明的第二個目的是提供了一種用上述制備方法制備的包覆型錳酸鋰正極材料。

本發明的第一個目的可通過下列技術方案來實現：一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S01：將錳源、鋰源和磷酸二氫鋰三種粉末混合；

S02：在700-900℃下燒結，再粉碎、過篩得到成品。

優選地，所述的錳源為二氧化錳、四氧化三錳中的一種或兩種混合。

優選地，所述的鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰中的一種或兩種混合。

優選地，步驟S01中，磷酸二氫鋰與錳元素的添加量的摩爾比為0.2-2：100。

優選地，步驟S01中，鋰源中的鋰元素與錳元素的添加量的摩爾比為1.0-1.1：2。

本發明的第二個目的可通過下列技術方案來實現：一種采用上述一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法制備的包覆型錳酸鋰正極材料，其特征在于，包括主體以及包覆在主體外的包覆層，所述的主體為錳酸鋰材料，所述的包覆層為焦磷酸錳鋰。

優選地，所述的主體的化學式為LiMn₂O₄。

優選地，所述的包覆層的化學式為LiMnP₂O₇。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、本發明的一種包覆型錳酸鋰正極材料的制備方法，制造成本低，制備方法簡單，但大大提升了錳酸鋰材料的循環性能。