一种锰酸锂正极材料、其制备方法、改善方法及其用途.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CN113690431A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110955280.1(22)申请日2021.08.19(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人陈思贤李庆李子郯江卫军郑晓醒许鑫培杨红新(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.H01M4/505(2010.01)H01M10/0525(2010.01)C01G45/12(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种锰酸锂正极材料、其制备方法、改善方法及其用途(57)摘要本发明提供了一种锰酸锂正极材料、其制备方法、改善方法及其用途，所述锰酸锂正极材料的化学式为LixMnyTazO2，其中，0.3≤x≤0.7，0.8≤y≤0.9，0.1≤z≤0.2，y+z＝1，粒径为5～7μm；所述制备方法包括将钽源、锂源和锰源混合得到混合物，以4～6℃/min的升温速率直升至700～900℃对混合物进行煅烧，得到所述的锰酸锂正极材料；所述改善方法包括：将所述锰酸锂正极材料组装成电池，电池先进行放电处理对锰酸锂正极材料补锂，然后再进行充电处理。本发明通过控制较低锂盐比，使锰酸锂正极材料具有稳定的棱台结构；进一步地，在改善方法中采用先放电补锂，再进行充电，稳定材料结构，有效提高材料的循环稳定性能。CN113690431ACN113690431A权利要求书1/2页1.一种锰酸锂正极材料，其特征在于，所述锰酸锂正极材料的化学式为LixMnyTazO2，其中，0.3≤x≤0.7，0.8≤y≤0.9，0.1≤z≤0.2，y+z＝1，所述锰酸锂正极材料的粒径为5～7μm。2.根据权利要求1所述的锰酸锂正极材料，其特征在于，所述锰酸锂正极材料为尖晶石相。3.一种权利要求1或2所述的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将钽源、锂源和锰源混合得到混合物，对混合物进行煅烧，所述煅烧的过程中以4～6℃/min的升温速率直升至700～900℃，得到所述的锰酸锂正极材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂或氯化锂中的一种或至少两种的组合；优选地，所述锰源包括氧化锰和/或氯化锰；优选地，所述钽源包括氧化钽；优选地，所述钽源的粒径为100～900nm；优选地，所述锰源的粒径为3～7μm；优选地，所述钽源依次经过分散和一次研磨；优选地，所述分散的方式包括超声搅拌分散；优选地，所述一次研磨在陶瓷研磨机内进行。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述混合物煅烧前进行二次研磨；优选地，所述二次研磨的时间为5～7h；优选地，所述二次研磨的转速为250～350rpm。6.根据权利要求3‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的时间为8～10h；优选地，所述煅烧的气氛为空气；优选地，所述煅烧后进行破碎处理；优选地，所述破碎处理的方式为离心研磨破碎；优选地，所述离心研磨破碎的转速为8000～12000rpm。7.根据权利要求3‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：(Ⅰ)将钽源进行超声分散处理，分散剂为离子水，并在陶瓷研磨机内研磨，得到粒径为100～900nm的处理后的钽源；(Ⅱ)将步骤(Ⅰ)中处理后的钽源、锂源和锰源混合得到混合物，并将混合物研磨处理5～7h，研磨处理的转速为250～350rpm，研磨处理后，在空气气氛下，以4～6℃/min的升温速率直升至700～900℃煅烧8～10h，在转速为8000～12000rpm下离心研磨破碎，得到所述的锰酸锂正极材料。8.一种权利要求1或2所述锰酸锂正极材料电化学性能的改善方法，其特征在于，所述改善方法包括：将所述锰酸锂正极材料组装成电池，电池先进行放电处理对锰酸锂正极材料补锂，然后再进行充电处理。9.根据权利要求8所述的改善方法，其特征在于，所述放电处理中电压放至2.5～4.5V；优选地，所述充电处理中充电电压区间为2.5～4.5V。2CN113690431A权利要求书2/2页10.一种电池，其特征在于，所述的电池包括正极、负极和隔膜，所述正极中的正极材料采用经过权利要求8或9所述锰酸锂正极材料的改善方法改善后的锰酸锂正极材料。3CN113690431A说明书1/7页一种锰酸锂正极材料、其制备方法、改善方法及其用途技术领域[0001]本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锰酸锂正极材料、其制备方法、改善方法及其用途。背景技术[0002]可逆二次电池作为21世纪的绿色能源之一，其代表性产物经过数十年的发展由铅蓄电池到现在的锂离子电池，从能量密度、循环寿命