[发明专利]一种富锂正极材料的溶液式熔盐制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种富锂正极材料的溶液式熔盐制备方法，特别涉及到一种具有高容量和高电压的富锂层状锰基材料的制备方法，属于锂离子电池材料技术领域。 

背景技术

锂离子电池自商业化以来，已经在便携式电子产品、新能源汽车、储能等领域得到了广泛的推广和应用。在锂离子电池正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大关键领域中，正极材料最为重要。最早的锂离子电池正极材料为LiCoO₂，但该材料由于价格比较昂贵，对环境污染比较严重，逐渐被LiMn₂O₄材料所取代。LiMn₂O₄材料低温性能比较优异，而且价格比较便宜，在一段时间内得到了大量应用。但是，该材料高温性能并不优秀，且Mn元素极易溶解在电解液中，导致材料的循环性能下降，限制了它大规模的应用。

LiFePO₄材料是最近发展非常迅速的一种正极材料，该材料由于具有循环性能好、对环境无污染、安全性能高等优点，被认为是最有前途的锂离子动力电池正极材料。然而，LiFePO₄的专利问题大大地限制了该材料在我国的应用，而且该材料工作电压仅为3.2V，使得以其作为正极材料的锂离子电池的能量密度不能充分提高，无法满足锂离子动力电池对正极材料高能量密度的要求。

层状结构的富锂材料xLi₂MnO₃ ? (1-x)LiMO₂ (M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)是一种具有高电压和高容量的正极材料，近年来受到了国内外研究学者的广泛关注。该材料是由具有层状结构的Li₂MnO₃ 材料和LiMO₂ (M=Co、Ni、Mn)材料所组成的固溶体，具有特殊的充放电机制。xLi₂MnO₃ ? (1-x)LiMO₂ (M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)材料的实际放电容量可达250mAhg^-1以上，属于具有较高比容量正极材料之一。

富锂材料xLi₂MnO₃ ? (1-x)LiMO₂ (M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)目前存在的问题是循环性能并不优异，且合成方法多为价格比较昂贵的溶胶凝胶法，不利于节约成本。为此，本专利提供了一种新的溶液式熔盐合成法，该方法所合成的材料尺寸均一，无团聚现象，有利于提高xLi₂MnO₃ ? (1-x)LiMO₂ (M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)材料的电化学性能。

检索专利，还没有发现采用溶液式熔盐法来制备这类富锂层状锰基正极材料xLi₂MnO₃ ? (1-x)LiMO₂ (M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)的相关专利。

发明内容