[发明专利]一种磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料的方法

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料的方法。本发明的磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料的方法，其特征在于，包括步骤：(1)将CoCl₂·6H₂O、MnCl₂·4H₂O、尿素、抗坏血酸和聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中得到混合溶液，CoCl₂·6H₂O与MnCl₂·4H₂O的摩尔比为1：1；(2)混合溶液在150～170℃反应6～12h，降到室温，依次经离心、洗涤、干燥得到固体物；(3)将固体物与NH₄H₂PO₄和LiOH·H₂O混合，LiOH·H₂O、CoCl₂·6H₂O与MnCl₂·4H₂O的摩尔比为1.01～1.03：1：1，在氧气中煅烧得到磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料。本发明的磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料的方法能够提高电池的可逆放电容量和容量保持率。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料的方法。

背景技术

近年来，高压尖晶石相正极材料因其具有高能量密度和高倍率性能且具有三维锂离子传输路径，而受到人们的广泛的关注。高压正极材料如LiCoMnO₄、LiNi_0.5Mn_1.5O₄和LiCoPO₄，其中LiCoMnO₄表现出更高的电势(5V，Li⁺/Li)。

由于尖晶石晶格中的氧损失，在高温下合成锂锰基尖晶石时，会生成Li₂MnO₃的沉淀，Li₂MnO₃与贫氧尖晶石共存。因此LiCoMnO₄的容量很难达到75％，并且容量衰减较快。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料的方法，提高电池的可逆放电容量和容量保持率。

为实现上述目的，本发明所设计的磷酸根离子掺杂锰酸钴锂正极材料的方法，其特征在于，包括步骤：

(1)将CoCl₂·6H₂O、MnCl₂·4H₂O、尿素、抗坏血酸和聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中得到混合溶液，CoCl₂·6H₂O与MnCl₂·4H₂O的摩尔比为1：1；

(2)混合溶液在150～170℃反应6～12h，降到室温，依次经离心、洗涤、干燥得到固体物；

(3)将固体物与NH₄H₂PO₄和LiOH·H₂O混合，LiOH·H₂O、CoCl₂·6H₂O与MnCl₂·4H₂O的摩尔比为1.01～1.03：1：1，在氧气中煅烧得到磷酸根离子掺杂锰酸钴锂(LiCoMnO₄)正极材料。

作为优选方案，所述步骤(1)中，CoCl₂·6H₂O、MnCl₂·4H₂O、尿素、抗坏血酸和聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1：1：0.02～0.04：0.012～0.016：0.03×10^-3～0.07×10^-3。