[發明專利]一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011117778.2
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112768683A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 周鋼;鄒鴻東;李貴
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;東莞市鉅大電子有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳華奇信諾專利代理事務所(特殊普通合伙) 44328
• 代理人: 陳子勛

1.一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料，其特征在于，所述聚陰離子摻雜的富錳三元材料的化學式為：(LiNi₂Co₂Mn₅)1-bMgbO_2-x(BO₃)x；其中b、x為摩爾分數，0≤b≤0.01，0.1≤x≤0.2。

2.根據權利要求1所述的聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料，其特征在于，0≤b≤0.005，0.1≤x≤0.2。

3.根據權利要求1-2任一所述的聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)：將摩爾比為5:3:2的Mn、Ni、Co的碳酸鹽與等濃度的NaOH溶液混合，調節pH為10-12后，靜置2-4h，抽濾，得到沉淀后清洗備用；

(2)：按比例加入Mg的硫酸鹽與等濃度的NaOH溶液混合，調節pH為10-12后，靜置2-4h，抽濾，得到沉淀后清洗備用；

(3)：向步驟(2)中所得物加入Li₃BO₃和去離子水，溶解反應后干燥；

(4)：向步驟(3)中所得物加入Li₂CO₃的無水乙醇溶液中混合反應后干燥；

(5)：在氧氣氣氛下燒結，得到(LiNi₂Co₂Mn₅)1-bMgbO₂-x(BO₃)x，0≤b≤0.01，0.1≤x≤0.2。

4.根據權利要求3所述的一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)的混合液中，BO₃^3-濃度為0.1-0.2mol/L。

5.根據權利要求4所述的一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所得物與Li₂CO₃按摩爾比1:1.05混合。

6.根據權利要求5所述的一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中先在400-500℃溫度下燒結5-8h，再升溫至800-1000℃溫度下燒結16-20h。

7.根據權利要求6所述的一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)從室溫升溫至400-500℃的升溫速率為2～5℃/min。

8.根據權利要求7所述的一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中400-500℃升至800-1000℃的升溫速率為2～5℃/min。

9.根據權利要求8所述的一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(2)中清洗過程為用去離子水清洗1-3次，再用無水乙醇清洗1-3次。

10.根據權利要求9所述的一種聚陰離子摻雜的富錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(4)中干燥過程為在室溫下自然晾干或在40-50℃下烘烤1-5h。