[发明专利]一种掺杂改性高温锰酸锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂改性高温锰酸锂，其特征在于：所述改性锰酸锂的化学式为Li_wMn_2-x-yM_xRe_yO_4-zF_z , 其中 1.03≤w≤1.1；0.05≤x≤0.15；0.01≤y≤0.04；0.02≤z≤0.1；M为Al, Co, Ni, Cr中的一种或两种，Re为Ce，Nb，Ta中的一种或两种。

2.该锰酸锂的制备步骤如下： 1）将掺杂离子的化合物原料按照配比，用球磨的方式进行混合，球磨4~10h，得到混合均匀的复合掺杂化合物； 2）将锂源化合物，锰源化合物，以及混合后的复合掺杂化合物按照配比混合，采用湿法球磨的方式，添加一定量的乙醇或者水作为湿磨介质，球磨8~15小时，然后在80~150℃下进行干燥处理； 3）将干燥后的混合物分两段煅烧，第一段在450~650℃，保温2~10h；第二段继续加热至750~950℃，并置于空气或者氧气气氛下保温10~30h；然后以1~3℃/min的速度降到550-650℃以下，最后再自然冷却至室温； 4）将上述产物进行破碎，筛分处理后即得到改性锰酸锂正极材料。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中掺杂离子化合物所选的原料，其中Al, Co, Ni, Cr离子原料采用该金属的氧化物或者氢氧化物；掺杂的Ce，Nb，Ta离子原料采用该金属的氧化物；阴离子原料采用LiF。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中锰源化合物采用电池级MnO₂、Mn₃O₄或MnCO₃，锂源化合物采用电池级Li₂CO₃或LiOH。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的湿磨液体介质的含量为固体混合物重量的15~30%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中第一段煅烧的最佳温度为550~600℃，保温时间为5~6h；第二段煅烧的最佳温度为800~850℃，保温时间为15~20h。

7.根据权利要求1-5所述的改性锰酸锂的制备方法，其特征在于，所制备的改性锰为酸锂正极材料振实密度为1.8~2.5g/cm³，粒度d₅₀ 为10~20μm，比表面积为0.4~1.5m²/g。