[发明专利]一种高容量锰酸锂电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量锰酸锂电池正极材料，其特征在于，所述的高容量锰酸锂电池正极材料的组成通式为：(100%-p%-q%)Li_1+xMn_2-x-yM_y(O_4-z/2F_z)∙p%W∙q%G；

其中：0≤x≤0.2，0≤y≤0.5，0＜z≤0.1，0.001≤p≤2，0.001≤q≤1，M表示掺杂元素，氟元素F为助溶剂，W表示快离子导体，G表示碳材料导体。

2.根据权利要求1所述的高容量锰酸锂电池正极材料，其特征在于，所述的掺杂元素为Ti、Mg、Ca、Ta、V、Sr、Cs、In、Zn、Nb、Y、Mo、Rb、Zr、Si、Cr、B、Sb、Bi、Ga、Sn、W、Ge、La元素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高容量锰酸锂电池正极材料，其特征在于，所述的快离子导体W为NASICON型正磷酸盐、钙钛矿型盐中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高容量锰酸锂电池正极材料，其特征在于，所述的碳材料导体为石墨烯。

5.一种如权利要求1~4任一所述的高容量锰酸锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将锂源、锰源、M源、氟源混合后，得到混合物料；

混合物料经过结晶合成、降温、破碎，得到Li_1+xMn_2-x-yM_y(OF)₄；

将W、有机表面活性剂、G和Li_1+xMn_2-x-yM_y(OF)₄，分别按p%、总量的1.0~20.0%、q%、(100%-p%-q%)的质量比称取；

将W、有机表面活性剂和水，进行混合、破碎；加入G和Li_1+xMn_2-x-yM_y(OF)₄，进行混合、造粒、干燥；

所得物经过包覆合成、降温、除铁，即得高容量锰酸锂电池正极材料。

6.根据权利要求5所述的高容量锰酸锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，

结晶合成条件：保护气氛条件下，以300~350℃/小时的升温速率升至600~800℃温度结晶合成10~30小时；

包覆合成条件：保护气氛条件下，以300~350℃/小时的升温速率升至110~650℃温度包覆合成10~20小时。

7.根据权利要求5所述的高容量锰酸锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，

所述的锂源为Li₂CO₃、LiOH、LiOH·H₂O中的至少一种；

所述的锰源为含Mn元素的氢氧化物、氧化物、氮化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、乙酸盐、氨配位化合物、羰基配位化合物、EMD中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的高容量锰酸锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的M源为Ti、Mg、Ca、Ta、V、Sr、Cs、In、Zn、Nb、Y、Mo、Rb、Zr、Si、Cr、B、Sb、Bi、Ga、Sn、W、Ge、La元素的氢氧化物、氧化物、碳酸盐、乙酸盐、草酸盐、硝酸盐、氨配位化合物、羰基配位化合物、水合物中的至少一种，或者是含有上述几种元素的复合化合物中的至少一种。