[发明专利]一种改善富锂锰基正极材料性能的包覆改性方法

权利要求书

1.一种改善富锂锰基正极材料性能的包覆改性方法，其特征在于：材料内部为富锂锰基正极材料，材料表层是磷酸镨，所述的富锂锰基正极材料为Li[Li_xMn_1-x-yM_y]O₂，其中M为可替代元素，替代元素是Ni、Co、Fe、Al中的至少一种，0 <x＜0.4，0<y≤0.54；包覆改性步骤如下：

（1）将富锂锰基正极材料超声分散在二次水或有机溶剂中，形成分散均匀悬浊液；

（2）将可溶于二次水或者有机溶剂的镨盐溶于步骤（1）的悬浊液中；

（3）向步骤（2）中的悬浊液中加入磷酸或磷酸盐，使磷酸根离子和镨离子在富锂锰基正极材料表面发生沉淀反应，产生初始的包覆层，获得含有初始包覆层的浆料；

（4）将步骤（3）中获得的浆料干燥后煅烧处理，即得到含有磷酸镨包覆层的富锂锰基正极材料。

2.根据权利要求1所述的改善富锂锰基正极材料性能的包覆改性方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙醇、丙酮、甲醇溶剂中的一种。

3.根据权利要求1所述的改善富锂锰基正极材料性能的包覆改性方法，其特征在于，所述的镨盐为氯化镨、硝酸镨。

4.根据权利要求1所述的改善富锂锰基正极材料性能的包覆改性方法，其特征在于，所述的磷酸盐为(NH₄)₂HPO₄、NH₄H₂PO₄中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的改善富锂锰基正极材料性能的包覆改性方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）配制混合料：按照分子式为Li[Li_yMn_1-x-yM_x]O₂的比例，将理论计算比为Mn_1-x-yM_x的氢氧化物前驱体和氢氧化锂，加入到混合料罐中进行充分混合研磨、搅拌至均匀，得到元素组成为Li[Li_yMn_1-x-yM_x]O₂的混合物前驱体；

（2）煅烧制度：将步骤（1）所得的元素组成为Li[Li_yMn_1-x-yM_x]O₂的混合物前驱体以5℃/min的升温速度，在400℃保温6h，然后以5℃/min的升温速度在600-1000℃下恒温烧结9-25h，反应完全后，得到富锂锰基正极材料的纳米颗粒；

（3）取一定量的富锂锰基正极材料纳米颗粒放入二次水或者有机溶剂中，超声分散10至60min，形成富锂锰基正极材料的悬浊液；

（4）按照磷酸镨/Li[Li_yMn_1-x-yM_x]O₂的质量比为0.01%-10%，向步骤（3）形成的悬浊液中加入相应量的镨硝酸盐，继续超声10-60min，形成溶有硝酸盐的富锂锰基正极材料的悬浊液；

（5）将步骤（4）中的悬浊液置于恒温、均匀搅拌的条件下，根据反应的摩尔比，配制相应的质量的磷酸或者磷酸盐的水溶液或者磷酸或者磷酸盐的有机溶液，逐滴加入到步骤（4）中的悬浊液中，待滴加完成后，将沉淀物陈化0.5h至10h，形成磷酸镨包覆的富锂锰基层状正极材料的浆料；

（6）将步骤（5）所获得的磷酸镨包覆的富锂锰基层状正极材料的浆料用水或者用步骤（3）中对应的有机溶剂进行真空抽滤、洗涤后，100℃真空干燥12-24h，然后置于马弗炉在80-500℃下保温2-24h，得到含有磷酸镨包覆层的富锂锰基正极材料。

6.根据权利要求1或5所述的改善富锂锰基正极材料的性能的包覆改性方法，其特征在于，包覆改性后的富锂锰基正极材料应用到锂离子电池中，锂离子电池的性能室温下，充放电电压范围为2.0-4.8V，充放电电流为25mh/g，首圈放电比容量为260mAh/g以上，首圈库伦效率在83%以上。