[发明专利]一种富锂锰基复合材料、其制备方法及其应用在审

申请号：	201610101040.4	申请日：	2016-02-24
公开（公告）号：	CN107123789A	公开（公告）日：	2017-09-01
发明（设计）人：	袁国霞;何逸;夏永高;刘兆平	申请（专利权）人：	宁波富理电池材料科技有限公司
主分类号：	H01M4/36	分类号：	H01M4/36;H01M4/505;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
代理公司：	北京集佳知识产权代理有限公司11227	代理人：	赵青朵
地址：	315201 浙江***	国省代码：	浙江;33
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摘要：
搜索关键词：	一种富锂锰基复合材料制备方法及其应用
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种富锂锰基复合材料、其制备方法及其应用。

背景技术

锂离子电池具有高能量、长寿命以及无记忆效应等优点，被认为是最具有潜力的电动汽车用动力电池。然而，目前的动力锂电池的性能与成本还不能满足市场的需求，尤其是关键的性能指标之一高能量密度。提高电池的能量密度主要在于提高电极材料的能量密度，而提高电极材料的能量密度主要有提高材料的比容量及工作电压两个途径。至今商用的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料及磷酸铁锂，但是上述电极材料的实际比容量一般小于200mAh g^-1，达不到动力电池的要求，因此，迫切需要研究更高比容量、更低成本和更长寿命的新型正极材料。

富锂锰基正极材料因其放电比容量可达300mAh g^-1以及较低的成本受到了极大的关注。但这种材料存在着首次充放电效率低、倍率性能差、循环性能差及电压降等缺点，需要通过包覆或掺杂的改性方法来解决。例如，申请号为201210194840.7和申请号为2014104001325.0的中国专利通过包覆金属氧化物改善了富锂锰基正极材料的循环性能及倍率性能；申请号为201410522684.1的中国专利通过在制备前驱体过程中掺杂铬后再包覆碳酸锂提高了放电容量、循环性能及倍率性能。

磷酸盐体系正极材料相比富锂锰基正极材料虽然比容量较低，但具有无电压降等优点，Qiao等研究者采用喷雾干燥的方法将LiMnPO₄包覆到富锂锰基正极材料表面，得到的改性材料的倍率性能和循环性能得到改善。但该方法工艺较为复杂，对材料物相要求较高，且对富锂锰基正极材料的电压降没有明显改善。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种富锂锰基复合材料，其作为锂离子电池的正极材料具有良好的循环性能和电压降。

有鉴于此，本申请提供了一种如式(Ⅰ)所示的富锂锰基复合材料，

Li_αZ_β(PO₄)_γ/xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(Ⅰ)；

其中，1≤α≤3，1≤β≤2，1≤γ≤3，α、β和γ为自然数；

Z选自Fe、Mn、Ni、Co和V中的一种或多种；

0＜x＜1，M选自Ni、Co、Mn和Al中的一种或多种。

优选的，所述Li_αZ_β(PO₄)_γ与xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂的质量比为(0.01～0.8):(0.2～0.99)。

优选的，所述Li_αZ_β(PO₄)_γ选自单斜晶型LiZPO₄、三斜晶型Li₃Z₂(PO₄)₂的一种或多种。

优选的，所述单斜晶型LiZPO₄选自LiVPO₄、LiCoPO₄或LiNiPO₄，所述三斜晶型Li₃Z₂(PO₄)₂选自Li₃V₂(PO₄)₂。