一种实现精确配锂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113690430A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110864924.6H01M4/131(2010.01)(22)申请日2021.07.29H01M10/0525(2010.01)(71)申请人北京理工大学重庆创新中心地址401120重庆市渝北区龙兴镇曙光路9号9幢申请人北京理工大学(72)发明人李宁赵佳雨苏岳锋陈来董锦洋卢赟曹端云黄擎吴锋(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人胡东东(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种实现精确配锂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种实现精确配锂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：S1、按比例称取对应的可溶性金属盐并混合成金属盐溶液；S2、将金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂加入反应釜中反应过滤得到前驱体；S3、将前驱体放入马弗炉中，在空气的氛围下煅烧；S4、将前驱体与锂源混合并搅拌，得到混合物；S5、将混合物于马弗炉中烧结即得。本发明通过对富锂锰基正极材料的前驱体在空气中进行氧化预烧，使得前驱体硬度增大，从而更有利于结构的保持，成分结构单一，不仅实现了精确配锂，减少了表面残余锂，增强了结构的稳定性，而且相比于传统方法，该方式高效、经济、操作简单，过程易控制，能够很好地解决传统方法中配锂量偏差的问题。CN113690430ACN113690430A权利要求书1/1页1.一种实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照富锂锰基正极材料组成元素比例称取对应的可溶性金属盐并混合，然后加入蒸馏水配成一定摩尔浓度的金属盐溶液；S2、称取配比量的沉淀剂配制成沉淀剂溶液，使用氨水为络合剂，将金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂缓慢加入反应釜中反应一定时间，过滤得到沉淀，真空干燥得到前驱体；S3、将前驱体放入马弗炉中，在空气的氛围下煅烧得到氧化物前驱体；S4、将氧化物前驱体与锂源按一定摩尔比，于无水乙醇中混合并搅拌，直至溶剂挥发完全，得到混合物；S5、将混合物于马弗炉中烧结，最终得到富锂锰基正极材料。2.如权利要求1所述的实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，所述富锂锰基正极材料的化学式为xLi2MnO3·(1－x)LiMO2，M为Ni、Co、Mn中的一种或多种，0＜x＜1。3.如权利要求1或2所述的实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，在S2中，控制反应温度50－60℃，反应时间10－12h。4.如权利要求3所述的实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，在S3中，煅烧温度为500－750℃，煅烧时间为3－6h。5.如权利要求4所述的实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，在S4中，氧化物前驱体与锂源的摩尔比为1：(1.03－1.05)。6.如权利要求5所述的实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，在S5中，烧结时，升温速率控制在5℃/min，先在500℃下烧结4－6h，再在900℃下烧结10－13h。7.如权利要求1所述的实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，所述沉淀剂为氢氧化钠、碳酸钠中的一种或两种的混合；所述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂中的一种或两种的混合。8.如权利要求1所述的实现富锂锰基正极材料精确配锂的方法，其特征在于，所述富锂锰基正极材料组成元素对应的可溶性金属盐为硫酸盐。9.一种实现精确配锂的富锂锰基正极材料，其特征在于，所述富锂锰基正极材料由上述权利要求1－8任一所述的精确配锂的方法制备得到。10.一种锂离子电池，包括锂离子电池正极，其特征在于，所述锂离子电池正极包括正极材料、粘结剂和导电剂，所述正极材料为权利要求9所述的实现精确配锂的富锂锰基正极材料。2CN113690430A说明书1/6页一种实现精确配锂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种实现精确配锂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着全球经济及科学技术的高速发展，人们对于能源的需求也日益提高，现今传统化石能源(煤、石油等)的储能危机也逐步显现，因此对于新能源开发利用成为研究的热点。人们开始利用风能、水能等清洁能源，但这些能源都存在时效性，需要使用电池将这些能源进行转化储存，再进行合理利用。镍氢电池、铅酸电池是曾经常用的二次电池，但由于其能量密度低、循环寿命短而逐渐被锂离子电池取代。[0003]综合成本和性能的要求，正极材料是限制锂离子电池发展的核心部分，提高其性能至关重要。正极材料合成方法较多，有共