[发明专利]一种锂离子电池富锂锰正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池富锂锰正极材料及其制备方法，属于锂离子电池正极材料制备技术领域。本发明的富锂锰正极材料的化学式为xLi2MnO3·(1‑x)LiNi0.5‑a/2Mn0.5‑a/2FeaO2，其中，0.1≤x≤0.9，0.002≤a≤0.08；所述富锂锰正极材料的累计粒径分布百分数达到50％时所对应的粒径为0.1～0.8μm。本发明的富锂锰正极材料的粒径为亚微米级，较小的粒径使富锂锰正极材料能够与电解液充分接触，并且能够缩短Li+的扩散路径，使以本发明的富锂锰正极材料作为正极活性材料的锂离子电池具有良好的倍率性能，在5C倍率下的放电比容量能够保持在150mAh/g以上。

主权项

一种锂离子电池富锂锰正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰正极材料的化学式为xLi2MnO3·(1‑x)LiNi0.5‑a/2Mn0.5‑a/2FeaO2，其中，0.1≤x≤0.9，0.002≤a≤0.08；所述富锂锰正极材料的累计粒径分布百分数达到50％时所对应的粒径为0.1～0.8μm；所述富锂锰正极材料的比表面积为0.8～2.0m2/g，振实密度为1.8～2.3g/cm3；所述制备方法包括以下步骤：步骤(1)，按照xLi2MnO3·(1‑x)LiNi0.5‑a/2Mn0.5‑a/2FeaO2的化学计量比将锂盐、镍盐、铁盐以及锰盐溶于水中得到金属离子水溶液，所述金属离子水溶液中金属离子总浓度为0.2～3mol/L；步骤(2)，将螯合剂加入所述金属离子水溶液中，搅拌分散均匀；所述螯合剂的物质的量和所述金属离子总物质的量的比为1～1.2:1；步骤(3)，用喷雾干燥机对步骤(2)所得混合溶液进行干燥，得到所述富锂锰正极材料的前驱体材料；所述喷雾干燥机的进风温度为180～220℃，所述喷雾干燥机的出风温度为100～120℃；步骤(4)，将步骤(3)所得前驱体材料压实后在空气气氛中煅烧；煅烧条件为：首先以0.5～10℃/min的速度升温至350～500℃后保温3～15h，然后再以1～10℃/min的速度升温至650～900℃后保温5～24h；冷却至室温后即得所述富锂锰正极材料。