[发明专利]一种硒掺杂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硒掺杂的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、混合物料的制备：按照分子式为Li[Li_xMn_yNi_zCo_1-x-y-z]O₂的比例，将理论计算比为Mn_yNi_zCo_1-x-y-z的过渡金属氧化物前驱体与锂源混合均匀，得到分子式为Li[Li_xMn_yNizCo_1-x-y-z]O₂的混合物前驱体，其中，x=0.2，0.1＜z＜y＜0.8；

S2、锂化固溶：将步骤S1所得的混合物前驱体进行煅烧，将煅烧产物研磨均匀，获得富锂锰基正极材料；

S3、硒化掺杂：将步骤S2所得的富锂锰基正极材料与硒粉混合均匀，得到均匀混合物料，将该均匀混合物料进行硒化，获得硒化的富锂锰基正极材料；

S4、硒化后处理：将步骤S3中获得的硒化富锂锰基正极材料分散于二硫化碳溶液中洗涤，过滤，接着酒精洗涤，干燥，获得硒掺杂的富锂锰基正极材料；

硒以阴离子形态分布于层状富锂锰基正极材料中，所述正极材料中硒呈-3价；所述硒掺杂的层状富锂锰基正极材料的化学通式为mLi₂MnO_3-δSe_2δ/3•(1-m)LiTMO_2-δSe_2δ/3，其中，TM为Ni、Co和Mn中的至少一种元素，0.2≤m≤0.8，0＜δ＜2；按质量百分数计，所述正极材料中硒含量为0~5%。

2.根据权利要求1所述的硒掺杂的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述过渡金属氧化物前驱体为碳酸盐、氢氧化物、醋酸盐中的至少一种；和/或，所述锂源为碳酸锂、一水合氢氧化锂、氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的硒掺杂的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，锂源的质量过量系数为3%~10%。

4.根据权利要求1所述的硒掺杂的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，在氧化氛围下煅烧，采用两段煅烧方式，第一段煅烧在500~700℃下煅烧5~10h，第二段煅烧在800~900℃下煅烧10~15h。

5.根据权利要求1所述的硒掺杂的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中在惰性气氛下进行硒化，气流量为5~10mL/min。

6.根据权利要求1所述的硒掺杂的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，硒化温度为500~900℃，升温速率为1~5℃/min。