[发明专利]一种复合型富锂锰基正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合型富锂锰基正极材料及其制备方法，属于锂离子电池正极材料技术领域，其化学式为Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O_2‑xF_x/y%PEDOT:PSS，其中0≤x≤0.05，y%是PEDOT:PSS占Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O_2‑xF_x的质量百分数，0≤y%≤0.05。本发明还具体公开了该复合型富锂锰基正极材料的制备方法。本发明用于解决富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂首次库伦效率低及电导率低等缺点，采用该方法制得的复合型富锂锰基正极材料首次库伦效率较高且具有较高的循环稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种复合型富锂锰基正极材料及其制备方法。

背景技术

富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(0x1，其中M为Mn、Ni、Co、Al、Fe、Cr中的一种或多种)具有较高的可逆比容量(～250mAh/g)，较高的能量密度，相对于其它传统的正极材料比如：LiFePO₄、LiCoO₂等，富锂锰基正极材料被认为最具有市场应用前景。然而由于Li₂MnO₃组分在循环过程中容易发生相变以及在高电压阶段容易与电解液发生副反应，所以该材料存在循环性能差、首次库伦效率低等缺点。另外，富锂锰基正极材料制备方法复杂，形貌与组分难于控制，容易造成压实密度低等问题。基于富锂锰基正极材料存在首次库伦效率低、电导率低等缺点，目前科研工作者通常使用包覆、掺杂等手段来提高正极材料的电化学性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种复合型富锂锰基正极材料及其制备方法，用于解决富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂首次库伦效率低及电导率低等缺点，采用该方法制得的复合型富锂锰基正极材料首次库伦效率较高且具有较高的循环稳定性。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种复合型富锂锰基正极材料，其特征在于：所述复合型富锂锰基正极材料的化学式为Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O_2-xF_x/y％PEDOT:PSS，其中0≤x≤0.05，y％是PEDOT:PSS占Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O_2-xF_x的质量百分数，0≤y％≤0.05。

进一步优选，所述x的范围为0.01≤x≤0.05，y％的范围为0.01≤y％≤0.05。

本发明所述的复合型富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S1：共沉淀反应

按照复合型富锂锰基正极材料化学式中的化学计量比分别称取可溶性锰盐和可溶性镍盐配制混合金属盐溶液；配制含有氢氧根离子的碱性溶液作为沉淀剂；配制氨水溶液作为络合剂；将混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液同时加到惰性气体保护氛围的反应釜中进行共沉淀反应，反应期间持续搅拌并控制反应体系的pH为10～12及反应温度为45～55℃，反应结束后陈化，洗涤、干燥得到氢氧化物前驱体；

步骤S2：离子交换