[发明专利]一种阴阳离子共掺杂富锂锰基复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种阴阳离子共掺杂富锂锰基正极材料及制备方法，属于电池制备方法技术领域。高温固相法制备阴阳离子共掺杂富锂锰基正极复合材料。高价态的阳离子掺杂可以进行电荷补偿。氟离子掺杂有利于提高富锂锰基材料的容量保持率和抑制材料不可逆的氧损耗。通过氟离子的有效掺杂可抑制姜‑泰勒效应，提高材料循环稳定性，降低锰的溶解，提高锂离子扩散速率。

技术领域

本发明涉及一种阴阳离子共掺杂富锂锰基正极材料及制备方法，属于电池制备技术领域。

背景技术

能源环境问题的日益严峻使得新能源材料的开发更加迫切，锂离子电池作为绿色可再生的储能器件受到广泛关注，而提高锂离子电池能量密度的关键在于制备出高容量的正极材料。富锂锰基正极材料具有超过900Wh/kg的比能量,是具有重要应用前景的高比能锂离子电池正极材料。

但是富锂材料存在一定的问题限制了其实际应用，如较高的首次不可逆容量、较严重的电压衰减、较差的倍率性能、电极/电解液表面在高电压下不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种阴阳离子共掺杂富锂锰基正极材料及制备方法，通过掺杂阴阳离子，可以解决富锂材料倍率性能较差的问题。

本发明的技术方案为：

阴阳离子共掺杂富锂锰基正极材料，其中，富锂锰基材料是Li_1.18Ni_0.15Co_0.15Mn_0.52O₂复合材料，阴阳离子分别为F^-和Nb⁵⁺；

进一步地，F^-与Li_1.18Ni_0.15Co_0.15Mn_0.52O₂复合材料的摩尔比为 0.06-0.24:1；Nb⁵⁺与Li_1.18Ni_0.15Co_0.15Mn_0.52O₂复合材料的摩尔比为 0.005-0.02:1。

本发明的另一个目的是提供一种阴阳离子共掺杂富锂锰基复合材料的制备方法；

其技术方案如下：将Li(CH₃COO)·2H₂O；Mn(CH₃COO)₂·4H₂O；Ni(CH₃COO)₂·4H₂O；Co(CH₃COO)₂·4H₂O；Nb₂O₅；LiF和柠檬酸与去离子水混合球磨5-10h，然后将混合物在80-100℃下干燥10-12h，并研磨成细颗粒。最后，将混合物粉末在温度为450-550℃下煅烧10- 24h，然后再在温度为800-1000℃下煅烧10-15h，得到F^-离子和 Nb⁵⁺离子共掺杂的Li_1.18Ni_0.15Co_0.15Mn_0.52O₂复合材料；