[发明专利]一种富锂锰基正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种富锂锰基正极材料的制备方法，包括以下步骤：S1，碳酸盐共沉淀法制备镁元素掺杂前驱体：将镍盐、锰盐和镁盐溶于水中获得混合金属盐溶液，与沉淀剂溶液分别打入反应釜中，通过络合剂调节pH值，反应24‑120h生成沉淀并将其进行洗涤、干燥、粉碎、过筛后，获得前驱体[Ni_0.25Mn_0.75Mg_0.1]_0.91CO₃；S2，将前驱体与锂源混合煅烧：将前驱体和锂源充分研磨混合后，烧结得到正极材料Li_1.4Ni_0.25Mn_0.75Mg_0.1O₂。获得的正极材料的二次颗粒微观形貌为球形，此种结构的富锂锰基正极材料提高了结构的稳定性，提升了电压平台和材料的压实密度，从而使得电压降减小，循环性能得以改善。利用本发明的富锂锰基正极材料组装的电池在可逆容量、放电容量和循环稳定性方面得到有效的提高。

技术领域

本发明涉及化学储能和新能源的技术领域，更具体地说，它涉及一种富锂锰基正极材料的制备方法。

背景技术

目前，电动汽车的发展面临着续航里程短和安全性差两个主要的问题，制约了其大规模推广和应用。解决问题最直接有效的方法就是采用高能量密度的电池正、负极活性材料。

其中最具竞争力的富锂锰基正极材料吸引了人们的广泛关注，具有层状结构的富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M＝Mn、Ni、Co、Fe等)，是一种具有开发潜力的锂离子电池正极材料，因为其高比容量(可逆容量大于250 mAh/g)、成本低和环境友好、安全性高等优点，受到了科研院所和产业界的广泛关注和研究。

然而，富锂锰基正极材料仍面临着许多基础问题，其中首次库伦效率偏低、电压降严重和倍率性能差等是主要的问题。因此，为了实现富锂锰基正极材料的产业化，主要着眼于提高材料的结构稳定性、首次库伦效率以及倍率性能等。针对富锂锰基正极材料的问题，科研工作者做了大量的研究工作，从材料结构设计方面主要包括掺杂改性、表面包覆修饰改性、活性颗粒纳米化改性等。

目前报道的层状富锂锰基正极材料的产品及制备方法仍然需要进一步改善提高，如材料制备工艺比较复杂，操作程序比较繁琐，导致产率比较低；产品结构稳定性较差，电化学充放电测试的循环稳定性及倍率性能较低等。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种富锂锰基正极材料的制备方法，具有制备方法简单、所得产物结构稳定的优点，且获得的正极材料的二次颗粒微观形貌为球形，此种结构的富锂锰基正极材料提高了结构的稳定性，提升了电压平台和材料的压实密度，从而使得电压降减小，循环性能得以改善。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种富锂锰基正极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，碳酸盐共沉淀法制备镁元素掺杂前驱体：将镍盐、锰盐和镁盐溶于水中获得混合金属盐溶液，与沉淀剂溶液分别打入反应釜中，通过络合剂调节pH值，反应24-120h生成沉淀并将其进行洗涤、干燥、粉碎、过筛后，获得前驱体[Ni_0.25Mn_0.75Mg_0.1]_0.91CO₃；

S2，将前驱体与锂源混合煅烧：将前驱体和锂源充分研磨混合后，烧结得到正极材料Li_1.4Ni_0.25Mn_0.75Mg_0.1O₂。