[发明专利]一种电解质改性的富锂锰基正极材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种电解质改性的富锂锰基正极材料及其制备方法，其中，该制备方法包括：提供富锂锰基正极材料和电解质材料；将富锂锰基正极材料与电解质材料进行混合，加入助熔剂进行烧结，得到电解质改性的富锂锰基正极材料。本发明可改善富锂锰基正极材料的离子电导率低和长期循环稳定性差的问题。

技术领域

本发明涉及富锂锰基正极材料技术领域，具体涉及一种电解质改性的富锂锰基正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种储能装置，具有自放电小、循环寿命长、比能量大、环保等优点，已经在3C产品领域获得广泛的应用。然而商用锂离子电池受制于自身材料的嵌入式储能机制，其实际能量密度提高缓慢，逐渐接近极限值300Wh/kg；因此，为满足电动汽车市场的消费需求，研发具有更高能量密度的二次电池成为社会共识。

近年来，富锂锰基正极材料由于其超高的放电比容量，有望作为下一代高能量密度正极材料，在动力电池中大规模应用。然而，富锂锰基正极材料仍存在由离子电导率低、倍率性能差以及在长期循环过程中由于电极和电解液之间的副反应多导致的循环稳定性差等问题。

在相关技术中，改善以上问题的方法主要时通过元素掺杂或材料颗粒表面包覆氧化物等方法进行改性，但元素掺杂法仅能单一的提高富锂锰基电极材料的离子电导率和倍率性能，而颗粒表面包覆法仅能单一的改善其长期循环稳定性，无法同时改善富锂锰基材料的离子电导率低和长期循环稳定性差的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种电解质改性的富锂锰基正极材料及其制备方法，可以改善富锂锰基正极材料的离子电导率低和长期循环稳定性差的技术问题。

第一方面，本发明的实施例提供一种电解质改性的富锂锰基正极材料的制备方法，其中，包括以下步骤：

提供富锂锰基正极材料和电解质材料；

将所述富锂锰基正极材料与所述电解质材料进行混合，加入助熔剂进行烧结，得到所述电解质改性的富锂锰基正极材料；

其中，所述富锂锰基正极材料的化学式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，且M为Mn、Co和Ni元素中的至少两种，0≤x≤1；

所述电解质材料的化学式为Li_3+2a+b-d+e[Zr_2-a-b-c-dM^Ⅱ_aM^Ⅲ_bM^Ⅳ_cM^Ⅴ_d]Si_2+eP_1-eO₁₂，且M为Mn、Co和Ni元素中的至少两种，M^Ⅱ为Cu、Mg、Zn、Mn、Ca、Ba和Sr中的至少一种，M^Ⅲ为Al、Sc、Ga、Y、La和In中的至少一种，M^Ⅳ为Ce、Ti、Ge、Hf和Sn中的至少一种，M^Ⅴ为Nb、Ta、V和Sb中的至少一种，0≤a≤0.3，0≤b≤0.3，0≤c≤0.3，0≤d≤0.4，0≤e≤0.6；