一种含钠离子富锂锰基正极材料、其前驱体及制备方法与流程

文档序号:21882424发布日期:2020-08-18 16:52阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种含钠离子富锂锰基正极材料,其特征在于:含钠离子富锂锰基正极材料的通式为linnaxmnym1-yo2,0.5≤n≤2、0<x≤1、0.3<y≤1,其中m为ni、co、al、nb、ta、fe、ti、v、cr、sn、si、mo、w、te、zn、mg中的任意一种或多种。

2.一种含钠离子富锂锰基正极材料的前驱体材料,其特征在于:所述前驱体材料的通式为naxmnym1-yoz,0<x≤1、0.3≤y≤1、1≤z≤3,其中m为ni、co、al、nb、ta、fe、ti、v、cr、sn、si、mo、w、te、zn、mg中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:该方法按以下步骤进行:

步骤一:按含钠离子锰基前驱体通式naxmnym1-yoz中元素的化学计量比称取锰元素的可溶性盐、可溶性含m元素化合物或m金属元素的可溶性盐,先将锰元素的可溶性盐和m元素的可溶性盐加入水中配制成混合溶液;然后将混合溶液、可溶性含m化合物的水溶液、沉淀剂溶液和缓冲溶液用恒流泵同时加入到反应釜内,控制反应条件得到共沉淀物,将沉淀物过滤、去离子水洗涤、50-500℃干燥1-20h,得锰基氢氧化物或氧化物前驱体;

步骤二:按含钠离子锰基前驱体通式naxmnym1-yoz中mn和m的物质的量之和的x倍称取钠源化合物,再将钠源化合物、助剂a与步骤一得到的锰基前驱体混合均匀,得到混合物,在持续通入保护气体条件下,将混合物以0.5~10℃/min的升温速度加热到100~700℃,保温1~48h,降温,得到含钠离子锰基前驱体naxmnym1-yoz

步骤三:按步骤二中含钠离子锰基前驱体naxmnym1-yoz中mn和m的物质的量之和的0.5~2倍称取锂源化合物,再将锂源化合物与步骤二得到的含钠离子锰基前驱体混合均匀,得到混合物,在含氧气氛下,将混合物以0.5~10℃/min的升温速度加热到200~500℃,保温2~12h;然后再以0.5~10℃/min的升温速度加热到600~1200℃,煅烧2~30h,降温,得到含钠离子富锂锰基正极材料linnaxmnym1-yo2。

4.根据权利要求3所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤一所述的锰元素的可溶性盐为氯化锰、硫酸锰、硝酸锰、高氯酸锰或醋酸锰。

5.根据权利要求3所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤一中所述的缓冲剂为edta(乙二胺四乙酸)、盐酸羟铵、氨水一种或几种组合。

6.根据权利要求3所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤二中所述的钠源化合物为碳酸钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、硝酸钠或碳酸氢钠的一种或几种组合。

7.根据权利要求3所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤二中所述的助剂a为双氧水、过硫酸铵、高锰酸钠或高碘酸钠的一种或几种。

8.根据权利要求3所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤二中所述的保护气体为含氧量低于20%的氮气、氩气或二氧化碳的一种或几种气体组合。

9.根据权利要求3所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤三中所述的锂源化合物为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂或硝酸锂一种或几种组合。

10.根据权利要求3所述的一种含钠离子富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤三中所述的含氧气氛为含氧量超过20%的气体气氛。


技术总结
本发明涉及锂离子二次电池用正极材料技术领域,尤其涉及一种锂离子电池用锰基前驱体及锰基正极材料的制备方法。其中,含钠离子锰基前驱体通式为NaxMnyM1‑yOz(0<x≤1、0.3≤y≤1、1≤z≤3);含钠离子富锂锰基正极材料的通式为LinNaxMnyM1‑yO2(0.5≤n≤2、0<x≤1、0.3<y≤1)。本发明的利用三步法合成含钠离子富锂锰基正极材料,在合成过程中首先将钠离子嵌入到锰基前驱体中,形成一种新型含钠离子锰基前驱体,然后再以含钠离子锰基前驱体为原料高温固相合成含钠离子富锂锰基正极材料。本发明方法制备的含钠离子富锂锰基正极材料具有较好的的倍率性能、容量保持率以及循环性能,可用于锂离子电池中。

技术研发人员:马全新;钟盛文
受保护的技术使用者:江西远东电池有限公司
技术研发日:2020.05.19
技术公布日:2020.08.18
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