[發明專利]一種正極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110348012.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113036118B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 王鵬飛;喬齊齊;施澤濤;郭豐
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M10/0525;C01G45/12
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

1.一種正極材料，其特征在于，所述正極材料的化學式為Li_xMn_yO₂，其中，0.9≤x/y≤1.6，x＞0，y＞0。

2.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述Li_xMn_yO₂中，1.1≤x/y≤1.5。

3.根據權利要求1或2所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的形貌為球形顆粒；

優選地，所述正極材料的中值粒徑為1～15μm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將熔鹽、錳鹽和第一鋰鹽混合，進行一次燒結，得到基體材料；

(2)將步驟(1)所述基體材料與第二鋰鹽混合，進行二次燒結，得到所述正極材料；

其中，步驟(2)中，所有的鋰元素與所有的錳元素的摩爾比為0.9～1.6。

5.根據權利要求4所述的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述熔鹽包括鈉鹽和/或鉀鹽，優選為鈉鹽；

優選地，所述鈉鹽包括碳酸鈉、乙酸鈉、氯化鈉或碳酸氫鈉中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述鉀鹽包括碳酸鉀、乙酸鉀、氯化鉀或碳酸氫鉀中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述錳鹽包括乙酸錳、碳酸錳、一氧化錳、三氧化二錳或四氧化三錳中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述第一鋰鹽包括碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰或氟化鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求4或5所述的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述一次燒結在空氣氣氛下進行；

優選地，所述空氣氣氛的通入流量為5～10L/min；

優選地，步驟(1)所述一次燒結的溫度為500～800℃；

優選地，步驟(1)所述一次燒結的時間為8～12h。

7.根據權利要求4-6任一項所述的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述基體材料的化學式為Na_mLi_0.25Mn_0.75O₂，0.8≤m≤1；

優選地，步驟(2)中，所有的鋰元素與所有的錳元素的摩爾比為1.1～1.5；

優選地，所述第二鋰鹽包括碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰或氟化鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

8.根據權利要求4-7任一項所述的正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述二次燒結的溫度為400～800℃；

優選地，步驟(2)所述二次燒結的時間為4～8h；

優選地，步驟(2)所述二次燒結后，依次進行水洗、過濾和烘干。

9.根據權利要求4-8任一項所述的正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將熔鹽、錳鹽和第一鋰鹽混合，在通入流量5～10L/min的空氣氣氛下以500～800℃進行一次燒結8～12h，得到基體材料；

(2)將步驟(1)所述基體材料與第二鋰鹽混合，在400～800℃下進行二次燒結4～8h，水洗，過濾、烘干，得到所述正極材料；

其中，步驟(2)中，所有的鋰元素與所有的錳元素的摩爾比為1.1～1.5。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括如權利要求1-3任一項所述的正極材料。