[发明专利]高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂，其特征在于，结构式为Li_xMn_1-yM_yO₂，其中x＝0.51-0.99，y＝0.01-0.25，M为Al、Cr、Co、Fe、Mg、Ti、V、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、W、Ca、Y、La、Ce、Ga、In中的一种或多种；且包括C2/m层状结构和Fd-3m尖晶石结构。

2.根据权利要求1所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂，其特征在于，所述x为0.65-0.99，优选为0.85-0.99。

3.根据权利要求1所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂，其特征在于，所述C2/m层状结构和Fd-3m尖晶石结构的摩尔比为(1％：99％)-(99％-1％)，优选为(50％：50％)-(99％-1％)。

4.根据权利要求1所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂，其特征在于，所述高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂的0.1C首次充电容量为150-270mAh/g，优选为220-270mAh/g，首效为50％-90％，优选为50％-80％。

5.一种权利要求1-4中任一项所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂的制备方法，其特征在于，包括：

按化学计量比称取Li的化合物、Mn的化合物、金属M的化合物，通过固相法或液相法混合均匀，将混合均匀后的干燥物料进行高温煅烧，得到所述高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂。

6.根据权利要求5所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述Li的化合物包括碳酸锂、氧化锂、氢氧化锂和硝酸锂中的一种或多种；所述Mn的化合物为锰的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氯化物、硫酸盐中的一种或多种；所述金属M的化合物为金属M所对应的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氯化物、硫酸盐中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧的温度为500～1000℃，煅烧时间为2～25h。

8.根据权利要求5所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧在惰性气体与氧气组成的混合气氛下进行，所述惰性气体与氧气的摩尔比为1:(0～100)，优选为1:(0～1)。

9.根据权利要求5所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述固相法包括通过球磨机球磨或高速混料机将Li的化合物、Mn的化合物、金属M的化合物充分混合，所述球磨机球磨的转速为200-800r/min，球磨时间为1-72h，球料重量比为(5-50)：1；所述高速混料机的转速为500-10000r/min，混合时间为1-72h。

10.根据权利要求5所述的高容量层状-尖晶石两相复合掺杂型锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述液相法将Mn和M所对应的可溶性盐溶于水中，得到液相混合物；随后在搅拌下将过量的可溶性碱或可溶性碳酸盐滴加至上述液相混合物中，形成Mn和M的沉淀物；对上述沉淀物进行抽滤、洗涤、干燥，得到干燥物料；将上述干燥物料与Li的化合物通过固相法混合均匀。