[发明专利]一种核壳结构的动力电池正极材料及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种核壳结构的动力电池正极材料及其制备方法和用途，该方法主要是通过喷雾干燥法先合成阴阳离子共掺杂的LiNi0.5Mn1.45Zr0.05O3.95F0.05单晶，再用湿法原位包覆的方法在镍锰酸锂单晶上包覆一层具有电化学活性的普鲁士蓝类似物MHCF，形成独特的核壳结构。通过阴阳离子共掺杂改性后的镍锰酸锂正极材料具有高的放电比容量和稳定单晶结构，同时，MHCF的原位包覆层本身具有好的循环稳定性和大的锂离子扩散通道，能有效隔离镍锰酸锂晶体与电解液的直接接触，从而提高复合材料的循环稳定性和倍率性能。

主权项

1.一种核壳结构的动力电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)单晶镍锰酸锂的制备按摩尔比Li:Ni:Mn:Zr:F＝(2.12‑2.24):1.00:2.90:x:y，称取镍的氧化物、锰的氧化物和碳酸锂混合，接着加入阳离子添加剂ZrO₂和阴离子添加剂LiF，并进行预混；再将混合料加入到纯水中，砂磨1‑3h；砂磨后的混合浆料A做喷雾干燥，得黄黑色粉末状前驱体B；接着将前驱体B在800‑950℃下、空气氛围中烧结8‑16h，并在650℃下退火5‑12h，自然冷却后，进行气流粉碎得阴阳离子体相掺杂后的LiNi_0.5Mn_1.45Zr_0.05O_3.95F_0.05黑色单晶粉末C；步骤(1)中，0﹤x≤0.1，0﹤y≤0.2；(2)核壳结构动力电池正极材料的制备配制Na₄Fe(CN)₆水溶液，记为溶液D；配制含有M离子的溶液，记为溶液E；取单晶粉末C与柠檬酸钠和聚乙烯吡络烷酮预混，加入溶液E，搅匀，再加入溶液D，搅拌几个小时，室温静置至上层液澄清，再用无水乙醇和纯水交替清洗若干次，再经过干燥，得到MHCF原位包覆的LiNi_0.5Mn_1.5‑xZr_xO_4‑0.5yF_y@MHCF复合正极材料；步骤(2)中，所述的M为Ni、Zn、Fe、Co或Cu中的一种以上。