[发明专利]一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为70％‑80％，富锂锰材料的含量为20％‑30％、导电剂的含量为1％‑5％、粘结剂的含量为1％‑5％、分散剂溶剂的含量为0.1％‑0.5％、溶剂的含量为40％‑60％，LiMnO₃会补充Li⁺来保持材料结构的稳定性，因此可考虑将富锂锰与三元材料进行复合，有效提高了负极硅碳的库伦效率，以期达到通过富锂锰来补充足够的锂源，弥补负极在形成SEI膜的过程中消耗掉的锂，提高负极充放电效率的目的。

技术领域

本发明涉及富锂锰基复合三元正极技术领域，具体为一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法。

背景技术

近几年，随着对锂离子电池能量密度的要求越来越高，高容量的正负极材料越来越受到关注，尤其是负极材料，它直接影响了电池的能量密度、循环寿命等性能。目前关注最多的就是硅碳负极，其以超高的比容量受到了广泛的关注。然而，硅的体积膨胀非常大(100％-300％)，这使得硅颗粒表面的SEI膜不断生长，对电解液和正极材料中的锂源造成了不可逆的消耗，导致负极材料的库伦效率偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富锂锰基复合三元正极材料及制备方法，提高含硅类负极材料的库伦效率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种富锂锰基复合三元正极材料，包括以下原料：三元材料、富锂锰材料、导电剂、粘结剂、分散剂溶剂，并按以下重量百分比进行配比：三元材料的含量为70％-80％，富锂锰材料的含量为20％-30％、导电剂的含量为1％-5％、粘结剂的含量为1％-5％、分散剂溶剂的含量为0.1％-0.5％、溶剂的含量为40％-60％。

优选的，所述包括三元材料的含量为72％-78％，富锂锰材料的含量为22％-28％、导电剂的含量为2％-4％、粘结剂的含量为2％-4％、分散剂溶剂的含量为0.2％-0.4％、溶剂的含量为45％-55％。

优选的，所述包括三元材料的含量为75％，富锂锰材料的含量为25％、导电剂的含量为3％、粘结剂的含量为3％、分散剂溶剂的含量为0.3％、溶剂的含量为50％。

优选的，所述富锂锰材料为Li₂MnO₃和LiMnO₃组成的复合结构共溶液，三元材料为镍、钴和锰按照合适比例制成，分散剂为聚丙烯酰胺PAAM，富锂锰材料和三元材料均可采用化学共沉淀法、凝胶法等制备。

一种富锂锰基复合三元正极材料及其制备方法，包括以下步骤：

S1：将1.1mol/L的碳酸钠和1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液，然后将1.1mol/L的碳酸钠滴加到1mol/L硫酸锰、硫酸钴和硫酸镍的混合溶液中，调节PH值8.0～12.0静置沉淀，得到碳酸盐沉淀物，清洗和干燥；

S2：将步骤1中的沉淀物在750℃中进行热处理，得到氧化锰前驱体，在与Li₂CO₃以1：1的摩尔比混合，在950℃进行热处理后，冷却；

S3：将步骤3中材料加入分散剂PAAM，充分搅拌至分散均匀，然后将溶解后的硝酸铝溶液按计量比加入溶液中，进行持续的搅拌5个小时，在经过过滤和干燥，得到前驱体；

S4：将前驱体与锂盐混合后加入导电剂和粘结剂进行热处理，得到富锂锰基复合三元正极材料。

优选的，所述热处理的温度设置在400℃至500℃。