[发明专利]一种锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池的正极和锂离子电池有效
| 申请号： | 202110573910.9 | 申请日： | 2021-05-25 |
| 公开（公告）号： | CN113353985B | 公开（公告）日： | 2023-07-11 |
| 发明（设计）人： | 肖荫果;王睿;潘锋 | 申请（专利权）人： | 北京大学深圳研究生院 |
| 主分类号： | H01M4/505 | 分类号： | H01M4/505;C01G45/12;H01M4/131;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 深圳鼎合诚知识产权代理有限公司 44281 | 代理人： | 郭燕 |
| 地址： | 518055 广东省*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 锂离子电池 正极 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂离子电池正极材料含有尖晶石相结构，所述尖晶石相结构含有孪晶晶界，尖晶石相结构包括锂离子和过渡金属离子，所述过渡金属为锰，所述锂离子和过渡金属离子的摩尔计量比大于0.5；所述方法包括：
按照一定的摩尔计量比将锂源和过渡金属源混合，得到混合物粉末，所述过渡金属源为锰源；
将所得混合物粉末依次升温至第一温度、第二温度下保温煅烧，所述第一温度为300-600℃，所述第二温度为700-1000℃，所述升温的升温速率为3-5℃/分钟，煅烧气氛为空气气氛；煅烧结束后进行淬火处理，得到所述锂离子电池正极材料；所述淬火处理的降温速率为100-150℃/秒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、乙酸锂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锰源包括碳酸锰、二氧化锰、四氧化三锰、三氧化二锰中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一温度下煅烧的时间为1-10h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二温度下煅烧的时间为5-20h。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的方法制备的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料含有尖晶石相结构，所述尖晶石相结构含有孪晶晶界；所述尖晶石相结构包括锂离子和过渡金属离子，所述过渡金属为锰，所述孪晶晶界由所述锂离子和过渡金属离子反位形成；
所述锂离子和过渡金属离子的摩尔计量比大于0.5；尖晶石相结构为尖晶石相锰酸锂Li1+xMn2-xO4 。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述尖晶石相锰酸锂Li1+xMn2-xO4 中，所述x的取值范围为0x0.1。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，0x≤0.049。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，0.023x≤0.049。
10.根据权利要求6所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述尖晶石相结构的单晶颗粒的平均粒径为300-600nm。
11.一种锂离子电池的正极，其特征在于，采用如权利要求6-10任一项所述的锂离子电池正极材料制备而成。
12.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求6-10任一项所述的锂离子电池正极材料或者如权利要求11所述锂离子电池的正极。
13.一种如权利要求12所述的锂离子电池的应用。
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