[发明专利]一种富锂锰基正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种富锂锰基正极材料，其特征在于，所述富锂锰基正极材料的化学式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMSn_yCe_zO₂，其中：M为Ni、Co和Mn中的至少两种，0.2≤x≤0.8，0.005≤y≤0.02，0.01≤z≤0.05。

2.一种如权利要求1所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按照化学计量比，配制Sn盐、Ce盐、锰盐和M盐的水溶液，并混合均匀，得到混合溶液；其中，M元素为Ni、Co和Mn中的至少两种；

步骤2，将所述混合溶液与强碱溶液同时加入反应器，在第一预设温度下进行共沉淀反应，并添加适量络合剂，反应一段时间后，经过洗涤、过滤和干燥，得到过渡金属氢氧根前驱体；

步骤3，将所述前驱体与锂盐以预设的物质的量之比充分混合均匀，在第二预设温度下预处理一段时间，然后升温到第三预设温度下煅烧一段时间，冷却到室温，得到锡铈共掺杂的富锂锰基正极材料。

3.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述锰盐为Mn(NO₃)₂和/或Mn(CH₃COO)₂；所述M盐为镍、钴或锰的硝酸盐和/或硫酸盐。

4.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述Sn盐为氯化锡、硝酸锡和硫酸锡中的至少一种；所述Ce盐为氯化铈、硫酸铈和硝酸铈中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述Sn离子和所述Ce离子的总物质的量与所述锰离子和所述M离子的总物质的量之比为1:(15-25)。

6.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述Sn离子和所述Ce离子的物质的量比值为0.1～0.4。

7.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述M盐中M离子的物质的量浓度为1.5-2.5mol/L。

8.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾或两者的混合物；所述络合剂为氨水；所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂和草酸锂中的一种或多种。

9.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，含有Sn和Ce元素的金属盐溶液与M盐溶液共同沉淀时溶液的pH值为11-12。

10.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述前驱体与所述锂盐中的锂元素的物质的量之比为1：1.4～1.6。

11.根据权利要求2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为40-80℃；所述第二预设温度为400-500℃；所述第三预设温度为600-1000℃。

12.一种锂离子电池正极，其特征在于，采用如权利要求1所述的富锂锰基正极材料制成。

13.一种锂离子电池，其特征在于，采用如权利要求13所述的正极、可以脱嵌锂离子的负极以及介于所述负极和正极之间的电解质组成。