[發明專利]一種電解質改性的富鋰錳基正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202310130109.6
• 申請日: 2023-02-14
• 公開（公告）號: CN116387501A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李思;胡騏;曾漢民;何巍;劉金成
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/058;H01M10/0561
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 倪聰聰

本發明提供一種電解質改性的富鋰錳基正極材料及其制備方法，其中，該制備方法包括：提供富鋰錳基正極材料和電解質材料；將富鋰錳基正極材料與電解質材料進行混合，加入助熔劑進行燒結，得到電解質改性的富鋰錳基正極材料。本發明可改善富鋰錳基正極材料的離子電導率低和長期循環穩定性差的問題。

技術領域

本發明涉及富鋰錳基正極材料技術領域，具體涉及一種電解質改性的富鋰錳基正極材料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為一種儲能裝置，具有自放電小、循環壽命長、比能量大、環保等優點，已經在3C產品領域獲得廣泛的應用。然而商用鋰離子電池受制于自身材料的嵌入式儲能機制，其實際能量密度提高緩慢，逐漸接近極限值300Wh/kg；因此，為滿足電動汽車市場的消費需求，研發具有更高能量密度的二次電池成為社會共識。

近年來，富鋰錳基正極材料由于其超高的放電比容量，有望作為下一代高能量密度正極材料，在動力電池中大規模應用。然而，富鋰錳基正極材料仍存在由離子電導率低、倍率性能差以及在長期循環過程中由于電極和電解液之間的副反應多導致的循環穩定性差等問題。

在相關技術中，改善以上問題的方法主要時通過元素摻雜或材料顆粒表面包覆氧化物等方法進行改性，但元素摻雜法僅能單一的提高富鋰錳基電極材料的離子電導率和倍率性能，而顆粒表面包覆法僅能單一的改善其長期循環穩定性，無法同時改善富鋰錳基材料的離子電導率低和長期循環穩定性差的問題。

發明內容

本發明的實施例提供一種電解質改性的富鋰錳基正極材料及其制備方法，可以改善富鋰錳基正極材料的離子電導率低和長期循環穩定性差的技術問題。

第一方面，本發明的實施例提供一種電解質改性的富鋰錳基正極材料的制備方法，其中，包括以下步驟：

提供富鋰錳基正極材料和電解質材料；

將所述富鋰錳基正極材料與所述電解質材料進行混合，加入助熔劑進行燒結，得到所述電解質改性的富鋰錳基正極材料；

其中，所述富鋰錳基正極材料的化學式為xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，且M為Mn、Co和Ni元素中的至少兩種，0≤x≤1；

所述電解質材料的化學式為Li_3+2a+b-d+e[Zr_2-a-b-c-dM^Ⅱ_aM^Ⅲ_bM^Ⅳ_cM^Ⅴ_d]Si_2+eP_1-eO₁₂，且M為Mn、Co和Ni元素中的至少兩種，M^Ⅱ為Cu、Mg、Zn、Mn、Ca、Ba和Sr中的至少一種，M^Ⅲ為Al、Sc、Ga、Y、La和In中的至少一種，M^Ⅳ為Ce、Ti、Ge、Hf和Sn中的至少一種，M^Ⅴ為Nb、Ta、V和Sb中的至少一種，0≤a≤0.3，0≤b≤0.3，0≤c≤0.3，0≤d≤0.4，0≤e≤0.6；