[发明专利]一种双层中空结构的高倍率富锂锰基正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种双层中空结构的高倍率富锂锰基正极材料及其制备方法，所述正极材料的化学式为aLi₂MnO₃·(1‑a)LiMO₂，其中：0.1≤a<1，M=Mn_1‑x‑yNi_xCo_y，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，其制备方法如下：采用共沉淀的方法获得实心结构的锰镍钴三元碳酸盐前驱体，将实心结构的镍钴三元碳酸盐前驱体进行煅烧，得到核壳结构的锰镍钴三元氧化物前驱体，将核壳结构的锰镍钴三元氧化物前驱体与锂盐进行均匀混合、煅烧，获得双层中空结构的层状富锂锰基正极材料。本发明工艺简单、性能提升明显可靠，制备的双层中空结构的富锂锰基正极材料具有较大的比容量与优异的倍率、循环性能，解决了高容量与大倍率性能不可兼得的难题。

主权项

1.一种双层中空结构的高倍率富锂锰基正极材料的制备方法，所述正极材料的化学式为aLi2MnO3·（1‑a）LiMO2，其中：0.1≤a<1，M=Mn1‑x‑yNixCoy，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5；其特征在于所述制备方法步骤如下：一、配制0.1~0.5 mol/L的络合剂A底液；二、分别称取锰盐化合物、镍盐化合物、钴盐化合物，并溶于去离子水中混合均匀，配制0.5~5 mol/L的混合金属盐溶液；三、将混合金属盐溶液、碳酸盐沉淀剂溶液和一定量络合剂溶液B逐滴加入络合剂A底液中，控制混合金属盐、沉淀剂和络合剂B的摩尔比为1:1: 0.1~0.5，在pH值为7~9、搅拌速度为500~1500转/分钟、温度为40~60℃的条件反应5~30 h，得到实心结构的锰镍钴三元碳酸盐前驱体；四、将步骤三得到的实心结构锰镍钴三元碳酸盐前驱体以1~5℃/min升温速率从室温升至300~700℃，煅烧3~10 h，得到由实心结构锰镍钴三元碳酸盐分解形成核壳结构的锰镍钴三元氧化物前驱体；五、将核壳结构的锰镍钴三元氧化物前驱体与锂盐进行均匀混合，并以1~5℃/min升温速率从室温升至300~600℃，预烧0~10 h，再以相同升温速率升温至600~900℃煅烧6~15 h，得到具有双层中空结构的富锂锰基正极材料。