[发明专利]一种高能量密度的锂离子电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高能量密度的锂离子电池正极材料及其制备方法，该高能量密度的锂离子电池正极材料为多层复合结构，化学通式为xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2/yLiNi0.5Mn1.5O4，其中，0.2<x<0.7，0<y<1，M是选自金属Ni、Co、Mn、Al中的一种或多种。该正极活性材料是通过共沉淀法合成前驱体，然后与锂源混合，经过烧结制备得到的。本发明合成的高能量密度的锂离子电池正极材料兼顾了Li2MnO3基锂离子电池正极材料的高容量以及镍锰酸锂材料的高电压平台和良好的导电性能，从而呈现出较高的能量密度、优良的电化学性能。本发明的制备方法简单、易于操作，且可以大规模生产。

主权项

一种高能量密度的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述的高能量密度的锂离子电池正极材料为多层复合结构，化学通式为xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2/yLiNi0.5Mn1.5O4，其中，0.2<x<0.7，0<y<1，M是选自金属Ni、Co、Mn、Al中的一种或多种；所述的高能量密度的锂离子电池正极材料的制备方法包括以下步骤：(1)按照xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2的分子式，选择相应的可溶的金属盐，配置Mn:M摩尔比为x:(1‑x)的混合盐溶液A；(2)按照LiNi0.5Mn1.5O4的分子式，称取镍、锰离子摩尔比为1:3的可溶性盐并将其配置成混合溶液B；(3)将氢氧化钠或碳酸钠的盐溶液配成碱性溶液C；(4)将溶液A和溶液C并流加入到含有去离子水的反应釜中进行共沉淀，并流加入5～60min后，改为溶液B和溶液C并流加入到反应釜中进行共沉淀，并流加入一定时间后，再改为溶液A和溶液C并流加入到反应釜中进行共沉淀，如此重复不少于3次进行共沉淀反应；且在共沉淀过程中，控制底液中的pH值在8‑12之间；(5)将步骤(4)共沉淀合成的前驱体与锂源混合，经在空气的气氛下烧结得到高能量密度的锂离子电池正极材料xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2/yLiNi0.5Mn1.5O4。