[发明专利]可控激活富锂锰基正极材料中Li2MnO3组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子正极材料和电化学领域，具体涉及一种可控激活富锂锰基正极材料中Li₂MnO₃组分的方法。

背景技术

到目前为止，LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_xCo_yMn_zO₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂和 LiFePO₄等正极材料已经成功商业化，然而，仍然难于满足智能电网、新能源汽车等领域对锂离子电池正极材料的要求。化学式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M＝Ni、Co、Mn、Fe、Cr等)的富锂锰基正极材料具备比容量高、原料价格低廉而且相对环保等优势，被认定为最有可能进入实用化的新一代锂离子电池正极材料。然而，为了获得较高的循环容量，富锂锰基正极材料的充放电循环电压一般大于4.5V，然而，高电位充放电循环容易导致循环稳定性差和安全性能差等系列问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种解决当前在常温及充放电循环电压上限为≥4.5V条件下激活富锂锰基正极材料中Li₂MnO₃组分时无法调控 Li₂MnO₃组分激活量的问题，提供一种可控激活富锂正极材料中Li₂MnO₃组分的方法。

本发明的一种可控激活富锂锰基正极材料中Li₂MnO₃组分的方法，通过调节富锂锰基正极材料在充放电循环过程中所处的环境温度来调控Li₂MnO₃组分在高电位下充放电循环时的被激活量；

进一步，在低温环境下通过调节富锂锰基正极材料在充放电循环过程中所处的环境温度来调控Li₂MnO₃组分的被激活量；

进一步，以富锂锰基正极材料为活性材料的锂离子电池在同一个环境温度中通过充放电单次循环或多次循环激活Li₂MnO₃组分；

进一步，以富锂锰基正极材料为活性材料的锂离子电池在不同梯度的环境温度中通过充放电多次循环激活Li₂MnO₃组分；

进一步，以富锂锰基正极材料为活性材料的锂离子电池在逐渐升高或逐渐降低的环境温度中通过充放电单次循环或多次循环激活Li₂MnO₃组分；

进一步，所述低温环境的温度为-40℃～10℃；

进一步，所述富锂锰基正极材料包括含Ni、Co、Fe、Cr元素的富锂锰基正极材料以及含Ca、Mg、Ti元素掺杂或包膜改性后的富锂锰基正极材料；

进一步，所述高电位为大于或等于4.5V的电压。

本发明的有益效果：本发明的可控激活富锂锰基正极材料中Li₂MnO₃组分的方法，为调控富锂锰基正极材料中Li₂MnO₃组分的激活量提供了一种行之有效的新方法，从而，有利于优化富锂锰基正极材料在充放电循环电压上限小于 4.4V的电化学性能，为富锂锰基正极材料进入实用化提供一种新方案。

附图说明

图1为以富锂锰基正极材料为活性物质的锂离子电池在-20℃环境温度下，首次充放电循环曲线；

图2为以富锂锰基正极材料为活性物质的锂离子电池在-20℃环境温度首次充放电循环激活部分Li₂MnO₃组分后，在25℃环境温度下的充放电循环曲线；

图3为以富锂锰基正极材料为活性物质的锂离子电池在-10℃环境温度下，首次充放电循环曲线；

图4为以富锂锰基正极材料为活性物质的锂离子电池在-10℃环境温度首次充放电循环激活部分Li₂MnO₃组分后，在25℃环境温度下的充放电循环曲线；

图5为以富锂锰基正极材料为活性物质的锂离子电池在0℃环境温度下，首次充放电循环曲线；