[发明专利]一种改善正极材料电压降的合成方法、正极材料及用途

说明书

本发明提供了一种改善正极材料电压降的合成方法、正极材料及用途，所述合成方法包括：正极前驱体与第一镍源混合后经一次烧结得到第一烧结料，第一烧结料、锂源和掺杂剂混合后经二次烧结得到第二烧结料，第二烧结料与第二镍源混合后经三次烧结得到所述的正极材料。

技术领域

本发明属于正极材料技术领域，涉及一种改善正极材料电压降的合成方法、正极材料及用途。

背景技术

随着环境的持续恶化，以及化石燃料的逐渐匮乏，人类对能源的需求更多的向清洁化，便携化发展。由于锂离子二次电池无污染，储能大，易携带的优点，其被广泛应用于手机电池、计算机、摄像机等3C设备之中。随着技术的发展，高能量密度的锂离子电池越来越广泛的应用在混合式动力汽车，甚至纯电动汽车，为人们的出行提供动力。

镍锰钴酸锂三元正极材料具有能量密度大，循环性能好，安全环保等优点，是目前电池正极材料研究的一个重要方向。然而由于钴资源储存较少，造成了钴价格较贵，同时易被操控价格，且钴对环境污染较大。因此，无钴正极材料的开发在控制成本，增强市场耐受性方面有着巨大的优势。

在当前节能减排和环境保护的背景下，发展高能量密度和高功率密度化学电源体系的任务迫在眉睫。富锂锰基层状氧化物（LMROs）因有超过250mAhg^-1的高比容量、4.8V的高工作低成本以及高安全性等特点，正越来越受到研究者的广泛关注。通常富锂正极材料存在电压衰减严重的问题，造成循环过程中材料能量密度的急速衰减，如何改善富锂材料电压衰减成为当前研究的重点课题。

CN107994226A公开了一种Mn位掺杂锰酸锂的富锂正极材料及其制备方法，该Mn位掺杂锰酸锂的富锂正极材料通过锂源、锰源、掺杂金属盐和金属络合剂混匀、超声气雾化、煅烧制得球形锰酸锂粉末，与球形正极材料粉末混合、包覆和煅烧过程制备而成。

CN111640931A公开了一种富锂锰基正极材料的制备方法，包括以下步骤：S1，碳酸盐共沉淀法制备镁元素掺杂前驱体：将镍盐、锰盐和镁盐溶于水中获得混合金属盐溶液，与沉淀剂溶液分别打入反应釜中，通过络合剂调节pH值，反应24~120h生成沉淀并将其进行洗涤、干燥、粉碎、过筛后，获得前驱体[Ni_0.25Mn_0.75Mg_0.1]_0.91CO₃；S2，将前驱体与锂源混合煅烧：将前驱体和锂源充分研磨混合后，烧结得到正极材料Li_1.4Ni_0.25Mn_0.75Mg_0.1O₂。

CN113517423A公开了一种正极材料、其制备方法以及极片及其制备方法。所述正极材料包括低钴活性材料和磷酸铁锂，所述低钴活性材料和磷酸铁锂的质量比为90:10~99:1。所述极片包含所述的正极材料。所述极片的制备方法包括以下步骤：将导电浆液与所述的正极材料混合，得到正极浆料，将正极浆料涂布在集流体上，干燥，辊压，得到所述极片。

现有合成工艺合成中无钴富锂正极材料往往随着循环进行，循环性能和电压衰减严重，进而造成材料能量密度降低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改善正极材料电压降的合成方法、正极材料及用途，改善了正极材料的电压降。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种改善正极材料电压降的合成方法，所述合成方法包括：

正极前驱体与第一镍源混合后经一次烧结得到第一烧结料，第一烧结料、锂源和掺杂剂混合后经二次烧结得到第二烧结料，第二烧结料与第二镍源混合后经三次烧结得到所述的正极材料mLi₂MnO₃·(1-m)LiNi_aMn_bO₂，其中a+b=1，0＜m≤1，Mn的含量大于Ni的含量。