[发明专利]一种层状富锂锰正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种层状富锂锰正极材料，该富锂锰正极材料的结构式如下：

xLi₂MnO₃-(1-x)LiMO₂

M=Ni，Co，Mn，Cr，Fe中的一种或几种，0≤x≤1；

其特征在于：采用Mg²⁺离子替代富锂锰正极材料锂层中的部分Li⁺。

2.根据权利要求1所述的一种层状富锂锰正极材料，其特征在于：0.1≤x≤0.8。

3.根据权利要求1或2所述的一种层状富锂锰正极材料，其特征在于：所述的其Mg²⁺替代Li⁺摩尔百分比为0.1%~30%；作为优选，所述的其Mg²⁺替代Li⁺摩尔百分比为所述的其Mg²⁺替代Li⁺摩尔百分比为0.5%~20%；作为再优选，所述的其Mg²⁺替代Li⁺摩尔百分比为所述的其Mg²⁺替代Li⁺摩尔百分比为1%~10%。

4.一种制备权利要求1~3任意一项权利要求所述的层状富锂锰正极材料的方法，其特征在于：层状富锂锰氧化物正极材料的前驱体制备过程中，加入含Mg元素的原材料前驱体，然后高温热处理得到层状富锂锰氧化物正极材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在：所采用的前驱体制备方法为喷雾法，共沉淀法，溶胶-凝胶法，燃烧法，固相法或熔融盐法。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在：前驱体所采用的原材料为醋酸盐，硝酸盐，硫酸盐，碳酸盐，草酸盐或金属氧化物；作为优选，对制备的前驱体进行热处理；作为再优选，热处理气氛为氧气，空气，真空；所采用的热处理温度为400~1400摄氏度；热处理时间为0.5~7小时。

7.一种锂离子电池正极，其特征在于：采用权利要求1~3任意一项权利要求所述的层状富锂锰正极材料作为正极材料和导电剂球磨混料，然后和粘结剂混合形成浆料，将浆料涂抹在铝箔上，烘干后，得到锂离子电池正极。

8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池正极，其特征在于：导电剂包含石墨，乙炔黑，Super P，碳纳米管，石墨烯，科性黑，以及各种碳材料中的一种或两种以上的混和导电剂，导电剂含量为质量百分比2%~30%；粘结剂包含聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈，丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和海藻酸钠中的一种或两种以上混合粘结剂，粘结剂的质量百分比为1%~30%。

9.根据权利要求7所述的一种锂离子电池正极，其特征在于所述的球磨方法为：球料比为质量比为5:1~300:1；球磨转速为100转/分钟到800转/分钟；球磨时间为0.5小时到48小时；球磨气氛为：空气，氧气，氮气，氢气，氩气，二氧化碳，氦气中的一种或两种以上的混合气体。

10.一种锂离子电池，其特征在于：采用权利要求7所述的正极、可脱嵌锂离子的负极以及介于所述负极和正极之间的电解质组成。