[发明专利]一种富锂锰基正极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基正极材料的化学式表达为：Li₂Mn_1-yM_yO₂X，其中0y1，M为+4价过渡金属离子，X为卤族离子，Mn为+2价态；

所述制备方法包括如下步骤：

(1)锰源、M源、增稠剂与有机溶液混合均匀，然后加入表面活性剂，混合均匀后得到混合溶液，所述锰源与M源的添加量按照富锂锰基正极材料的化学式确定；所述增稠剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述有机溶液为聚乙二醇溶液；所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和/或硬脂酸；

(2)使用氨水调节步骤(1)所得混合溶液的pH为9-9.5，然后静置老化，抽滤后得到滤饼，滤饼干燥后得到氧化物前驱体；

(3)按照富锂锰基正极材料中各元素的比例混合锂源、卤族元素源与步骤(2)所得氧化物前驱体，保护气氛下进行热处理，得到所述富锂锰基正极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锰源包括碳酸锰和/或乙酸锰。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述M源包括Ti源和/或Zr源。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Ti源包括硫酸氧钛、硫酸钛、四氯化钛或钛酸四丁酯中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Zr源包括硫酸锆和/或硝酸锆。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合溶液中金属离子的浓度为0.01-10mol/L。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合溶液中金属离子的浓度为3-6mol/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述M源与增稠剂的质量比为(0.5-2):1。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述M源与增稠剂的质量比为(1-1.5):1。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述M源与聚乙二醇的质量比为(1.5-4):1。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述M源与聚乙二醇的质量比为(2-3):1。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述M源与表面活性剂的质量比为(2-9):1。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述M源与表面活性剂的质量比为(4-7):1。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述得到混合溶液的混合均匀的方法包括搅拌。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的温度为20-40℃。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为1-3h。

17.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氨水的浓度为22-28wt％。

18.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述静置老化的时间为10-24h。