一种包覆型锰基正极材料及其制备方法.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CN113921788A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111168472.4(22)申请日2021.09.29(71)申请人蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司地址243071安徽省马鞍山市经济技术开发区金山湖路350号(72)发明人乔齐齐杨红新李子郯王鹏飞施泽涛郭丰(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/50(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种包覆型锰基正极材料及其制备方法(57)摘要本发明提供一种包覆型锰基正极材料及其制备方法，所述正极材料的化学式为xLiMn2O4·yLi2MnO3·zLi4Mn5O12，其中xLiMn2O4为包覆层，yLi2MnO3·zLi4Mn5O12为内核层，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，y+z＝1。所述正极材料与传统三元正极材料相比具有更高的容量以及更低的成本，同时兼具优异的循环性能，因此具有良好的应用前景。CN113921788ACN113921788A权利要求书1/2页1.一种包覆型锰基正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式为xLiMn2O4·yLi2MnO3·zLi4Mn5O12，其中xLiMn2O4为包覆层，yLi2MnO3·zLi4Mn5O12为内核层，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，y+z＝1。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的比表面积为1.0～10m2/g。3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的晶粒尺寸为1～15μm。4.根据权利要求1‑3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的残碱值为所述正极材料总质量的0.05～0.6wt％。5.一种权利要求1‑4任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将锂源与锰源混合后进行第一烧结，筛分后得到内核层材料；(2)将步骤(1)得到的所述内核层材料与包覆原料混合进行第二烧结，筛分后得到所述正极材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂源包括Li2CO3、LiOH、LiNO3、LiAC或LiCl中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述锰源包括MnCO3、Mn(OH)2、MnO、Mn2O3、Mn3O4、MnO2、MnAC2或Mn(NO3)2中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述混合的转速为500～1000rpm；优选地，步骤(1)所述混合的时间为5～20min。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一烧结的温度为400～700℃；优选地，步骤(1)所述第一烧结的时间为10～20h；优选地，步骤(1)所述第一烧结的升温速率为1～5℃/min；优选地，步骤(1)所述第一烧结在空气或氧气气氛中进行；优选地，步骤(1)所述筛分前对所述粉碎处理；优选地，所述破碎处理包括机械粉碎或气流粉碎；优选地，步骤(1)所述筛分为过300～400目筛。8.根据权利要求5‑7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述包覆原料包括含锂包覆原料和含锰包覆原料；优选地，所述含锂包覆原料包括Li2CO3、LiOH、LiNO3、LiAC或LiCl中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述含锰包覆原料包括MnCO3、Mn(OH)2、MnO、Mn2O3、Mn3O4、MnO2、MnAC2或Mn(NO3)2中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)所述混合的转速为500～1000rpm；优选地，步骤(2)所述混合的时间为10～30min。9.根据权利要求5‑8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二烧结的温度为300～700℃；优选地，步骤(2)所述第二烧结的时间为4～12h；2CN113921788A权利要求书2/2页优选地，步骤(2)所述筛分为过300～400目筛。10.根据权利要求5‑9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将锂源与锰源在500～1000rpm转速下混合5～20min后进行第一烧结，所述第一烧结在在空气或氧气气氛中进行，温度为400～700℃，时间为10～20h，升温速率为1～5℃/min；对所述第一烧结的产物进行粉碎处理并过300～400目筛后得到内核层材料；(2)将步骤(1)得到的所述内核层材料与包覆原料在500～1000rpm转速下混合10～30min后进行第二烧结，所述第二烧结的温度为300～700℃，时间为4～12h；所述第二烧结