一种复合富锂锰基正极材料及其制备方法与流程

文档序号:12066256阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种复合富锂锰基正极材料,其特征在于:所述正极材料是具有核壳结构的复合材料,Li1.2Mn0.6Ni0.2O2为核材料,NaZr2(PO4)3为表面包覆层。

2.根据权利要求1所述的一种复合富锂锰基正极材料,其特征在于:所述Li1.2Mn0.6Ni0.2O2的粒径为0.1μm~0.4μm。

3.根据权利要求1所述的一种复合富锂锰基正极材料,其特征在于:NaZr2(PO4)3包覆层的厚度为2nm~10nm。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的复合富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:

步骤1.将钠盐、锆盐、磷酸盐以及络合剂溶解到溶剂中,混合均匀,得到包覆溶液;

步骤2.将Li1.2Mn0.6Ni0.2O2与包覆溶液充分混合,并蒸干溶剂,得到复合材料前驱体;

步骤3.在保护气氛下,先将复合材料前驱体置于200℃~300℃预烧2h~3h,再在600℃~700℃下煅烧5h~6h,冷却,得到所述复合富锂锰基正极材料;

所述钠盐为碳酸钠、氢氧化钠、磷酸二氢钠、硝酸钠、碳酸氢钠、氯化钠或乙酸钠;

所述锆盐为碳酸锆或硝酸锆;

所述磷酸盐为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵或磷酸二氢钠;

所述络合剂为柠檬酸、草酸铵、柠檬酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、二乙醇胺、三乙醇胺或乙二胺四乙酸二钠;

所述溶剂为HCl水溶液、NaCl水溶液、丙烷、N,N-二甲基乙酰胺、乙酸、四氢呋喃、无水乙醇、六氟丙酮、三氯甲烷或水;

所述保护气氛的气体为氩气或氮气。

5.根据权利要求4所述的一种复合富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤1中的包覆溶液采用如下方法配制:

步骤a.分别将钠盐、锆盐、磷酸盐以及络合剂溶于溶剂中,混合均匀,分别得到钠盐溶液、锆盐溶液、磷酸盐溶液以及络合剂溶液;

步骤b.将钠盐溶液、锆盐溶液和磷酸盐溶液加入络合剂溶液中,混合均匀,得到包覆溶液。

6.根据权利要求5所述的一种复合富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤a中,配制钠盐溶液、锆盐溶液以及磷酸盐溶液的条件:温度45℃~80℃,搅拌时间0.5h~1h,搅拌速度100rmp~500rmp;

配制络合剂溶液的条件:温度30℃~50℃,搅拌时间5h~8h,搅拌速度100rmp~500rmp。

7.根据权利要求5所述的一种复合富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤b中,将溶液混合均匀的条件:温度30℃~50℃,搅拌时间0.5h~2h,搅拌速度100rmp~500rmp。

8.根据权利要求4所述的一种复合富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤1所制备的包覆溶液中,钠元素的摩尔数:锆元素的摩尔数:磷元素的摩尔数为1~1.5:2:3~3.5;所制备的NaZr2(PO4)3包覆层的质量与络合剂的质量比为1:10~30。

9.根据权利要求4所述的一种复合富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:所制备的复合富锂锰基正极材料中,Li1.2Mn0.6Ni0.2O2的质量与NaZr2(PO4)3包覆层的质量比为1:0.01~0.3。

10.根据权利要求4所述的一种复合富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤2中,蒸干溶剂的条件:温度60℃~90℃,搅拌时间6h~8h,搅拌速度100rmp~1000rmp。

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