[发明专利]一种镧部分取代锰的球形富锂锰基正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种镧部分取代锰的球形富锂锰基正极材料及其制备方法。该材料的通式为式中0.01≤x≤0.04，0.1≤y≤0.9。本发明的制备方法为：首先将可溶性过渡金属锰、镍、钴、镧盐和溶剂搅拌成均匀溶液，再向该溶液中加入可溶性碳酸盐溶液，然后利用溶剂热法得到前驱体。将前驱体预烧后与锂盐均匀混合，最后经高温固相反应得到本发明的镧部分取代锰的球形富锂锰基正极材料。本发明所得正极材料形貌均一、元素分布均匀、结晶度高，具有较高的放电比容量，优异的循环性能和良好的倍率性能，特别是通常的富锂锰基正极材料普遍存在的电压衰退问题得到很好的抑制；而且本发明的制备工艺简单，制备周期较短，具有良好的应用前景。

主权项

1.一种镧部分取代锰的球形富锂锰基正极材料的制备方法，该正极材料的通式为，式中0.01≤x≤0.04，0.1≤y≤0.9，其特征在于，包括如下步骤：（1）将可溶性过渡金属锰、镍、钴、镧盐溶于溶剂中，配制成总过渡金属离子浓度为0.1~0.4 mol/L的溶液A，其中锰、镍、钴、镧的摩尔比为：： ：x，其中0.01≤x≤0.04，0.1≤y≤0.9；（2）将可溶性碳酸盐溶于溶剂中配制成溶液B；（3）在搅拌的条件下，将步骤（2）所得溶液B缓慢加入到步骤（1）所得溶液A中得到混合溶液，混合溶液中，溶液B中的碳酸根与溶液A中总过渡金属离子的摩尔浓度比为1~5：1，然后将混合溶液转移至反应釜中，密封；控制反应温度为140~220 ℃，反应时间为14~22 h，反应完成后，将所得产物过滤并用乙醇和去离子水反复洗涤，直至滤液pH值为6~7，在80~120℃下鼓风干燥8~16 h后得到碳酸盐前驱体；（4）将步骤（3）所得碳酸盐前驱体置于马弗炉中预烧，得到黑色氧化物粉体；（5）将步骤（4）所得黑色氧化物粉体加入混料机中，然后向混料机中加入锂盐、无水乙醇，混合均匀并干燥后，将物料置于隧道窑中煅烧，得到镧部分取代锰的球形富锂锰基正极材料。