[发明专利]一种富锂锰基正极材料前驱体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种富锂锰基正极材料前驱体及其制备方法，属于锂离子电池材料领域，本发明提供的一种富锂锰基正极材料前驱体，所述富锂锰基正极材料前驱体的通式为Mn_xM_y(OH)₂/C，其中M为Ni、Co中的一种，且0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＝1；所述富锂锰基正极材料前驱体内部掺有导电剂C。本发明通过在前驱体内引入导电剂，使得导电剂的引入没有改变材料晶体结构，在富锂锰基正极材料前驱体内部形成通畅的导电网络结构，并使得前驱体颗粒包裹导电剂，依靠导电剂的良好电导率，提高了锂离子扩散速率和电子传输速率，对富锂锰基正极材料的高倍率性能有极大提升。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料领域，具体的涉及一种富锂锰基正极材料前驱体及其制备方法。

背景技术

提高锂离子电池容量，加快充电速度、减少锂离子电池充电时间是目前锂离子电池发展趋势。LiCoO₂是最早商业化的锂离子电池正极材料，循环性能较为稳定，应用于3C产品技术可靠，但是Co成本高，LiCoO₂比容量只有140mAh/g应用于动力电池容量偏低，难以达到动力电池长续航的要求。而富锂锰基材料具有高容量，理论比容量能够达到300mAh/g以上，并且工作电压在4.8V左右，因此具有能够发展为动力电池正极材料的潜力。但是富锂锰基材料的倍率性能较差，对此，对富锂锰基材料前驱体进行改性研究，改善富锂锰基材料短处，提升材料高倍率性能有着极大意义。而利用共沉淀法制备的锂离子电池材料前驱体的结构、形貌、组成和振实密度直接影响正极材料的性能，对前驱体的改进研究将直接改善正极材料的性能。因此，改进锂离子电池材料前驱体，对提升富锂锰基材料在大电流下充放电结构稳定性和安全性对锂离子电池的应用有重大推进作用。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种富锂锰基正极材料前驱体及其制备方法，能有效简化生产流程，降低生产成本，能有效利用

简单的设备进行生产高倍率充放电的锂离子电池的富锂锰基正极材料前驱体。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种富锂锰基正极材料前驱体，富锂锰基正极材料前驱体的通式为Mn_xM_y(OH)₂/C，其中M为Ni、Co中的一种或几种，且0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＝1；所述富锂锰基正极材料前驱体内部掺有导电剂C。

具体地，所述导电剂C作为富锂锰基正极材料前驱体晶核，富锂锰基正极材料前驱体包裹着导电剂材料。

具体地，所述导电剂C为石墨烯、碳纳米管CNT、SUPER-P、KS-6中的一种。

一种富锂锰基正极材料前驱体制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按富锂锰基正极材料前驱体Mn_xM_y(OH)₂/C中元素的离子摩尔比称取可溶性锰盐和M元素的可溶性盐，并将可溶性锰盐和M元素化合物溶于去离子水中，制得混合盐溶液，备用；

步骤2：将导电剂材料和分散剂混合后，超声分散于去离子水中，备用；

步骤3：将沉淀剂和络合剂混合后，溶于去离子水中，备用；

步骤4：将步骤2中含有分散导电剂的去离子水注入反应釜内作为底液，再将步骤1制得的混合盐溶液和步骤3中的混合溶剂通过蠕动泵同时滴入反应釜内，并往反应釜中通入氮气气氛，对反应釜内溶液进行加热搅拌，进行共沉淀反应，反应完后，用去离子水洗涤沉淀产物并进行抽滤，最后通过烘干干燥，得到掺入导电剂的前驱体。

具体地，所述反应釜内pH值为7～12，反应温度为25～70℃，烘干温度为100～120℃。