[发明专利]基于镧掺杂和表面氧空位修饰联合机制的富锂锰基层状材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明公开了一种基于镧掺杂和表面氧空位修饰联合机制的富锂锰基层状材料的制备方法及其产品和应用，锰盐、钴盐、镍盐和硝酸镧溶于乙二醇中，命名为溶液A，将碳酸氢铵溶于乙二醇中，命名为溶液B，将溶剂B逐滴加到溶剂A中，命名为溶液C，将溶液C移至反应釜中，并在180℃下保温24 h；获得沉淀物，洗、热处理镧掺杂的前驱体氧化物；对前驱体和锂盐研磨，煅烧得镧掺杂的富锂锰基层状材料；热处理得基于镧掺杂和表面氧空位修饰联合机制的富锂锰基层状材料。本发明得到的基于镧掺杂和表面氧空位修饰联合机制的富锂锰基层状材料具有高的放电比容量和优异的循环性能，尤其是其倍率性能和首次充放电库伦效率，相对于单纯镧掺杂富锂锰基层状材料、单纯氧空位修饰富锂锰基层状材料和富锂锰基层状材料而言，得到了很大的改善。

技术领域

本发明涉及一种具有优异倍率性能、循环性能和库伦效率的新型富锂锰基材料及其具体的制备方法，特别是涉及一种基于镧掺杂和表面氧空位修饰联合机制的富锂锰基层状材料的制备方法及其产品和应用，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

虽然经济的发展，人们对能源的需求越来越大。与此同时，环境恶化、能源短缺的问题日益突出。铅酸电池、镍氢电池虽然在一定的程度上缓解了能源短缺，但由于其环境不友好、电化学性能差等自身问题，注定了它不能成为绿色可持续发展路上的主要选择。太阳能、风能、潮汐能等能源对人类来说是一个丰富的真正绿色的能量来源，但由于人类自身技术限制和其间接不可持续性等问题，在现阶段也难以解决人类所面临的能源问题。锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、工作电压平稳、自放电小等优点，它被认为是当今主要的能源问题突破点之一。它不光可作为3C数码电子产品的能源，还可作为移动设备（如电动车，混合电动车）的能量来源。其在风光储能方面，也有巨大的应用空间。

近年来，便携式电子产品(如：笔记本电脑、移动电话、便携式摄像机、数码相机、无绳电动工具等)的持续走强，锂离子电池市场的需求一直保持相当高的增长速度；随着锂离子电池应用领域的不断拓宽，市场对其需求量越来越大，但其价格过高，因此降低生产成本、提高电池容量等性能成为锂离子电池发展和改进的主要方向。

正极材料是锂离子电池的重要组成部分，它既是锂离子电池容量提高的瓶颈，也是决定锂离子电池价格最重要的因素。因此，安全、价廉、高性能和高容量的正极材料一直是锂离子电池行业发展的重点之一。