[发明专利]一种钼、钨共掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钼、钨共掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法，所述正极材料的化学分子式为Li_xMn_yNi_zCo_aMo_bW_cO₂(1≤x≤1.2、0.3≤y≤0.51、0.05≤z≤0.15、0.05≤a≤0.15、0.005≤b≤0.02、0.005≤c≤0.02)，所述方法包括：将锰、镍、钴混合盐溶液A与可溶性钼盐和钨盐的混合溶液B同时加入含有底液的反应釜中进行共沉淀反应，制备得到前驱体；将前驱体经洗涤、压滤、干燥、预烧后与锂化合物球磨混匀后，高温煅烧得到钼、钨共掺杂的富锂锰基正极材料。采用本发明的制备方法，提高了富锂锰基正极材料的倍率性能，抑制了其首圈后容量不可逆衰减，生产效率大幅提高。

技术领域

本发明涉及富锂锰基正极材料技术领域，具体涉及一种钼、钨共掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法。

背景技术

自从1991年日本索尼公司将LiCoO₂成功商业化应用在锂电池以后，锂电池发展得到迅速的发展，已不再单单的应用于便携式电子产品，还将其应用扩展到要求更优异电化学性能的电动汽车和电网储能等领域。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜电解液和外包装组成，其中正极材料占锂离子电池材料总成本的40％，因此，开发研制出具有高能量密度、低成本同时具有优异安全性能的正极材料来满足如今迅速发展的社会至关重要。

目前，主流的正极材料主要有钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)以及层状金属氧化物，如锂镍钴锰氧化物(LiNi_1-x-yMn_xCo_yO₂,NCM)和锂镍钴铝氧化物(LiNi_1-x-yAl_xCo_yO₂,NCA)。由于钴资源有限，一般都是在提取镍时，作为副产品提取出来，实际产能较低，研制了其发展。LiNiO₂和LiMn₂O₄的容量太低不能满足人们对电动汽车长续航的要求。LiFePO₄电导率差，实际容量较这给实际电动车充电带来了不便。NCM和NCA虽然可以通过增加正极材料中Ni的含量提高电池容量，但随着Ni含量的增加会导致正极材料的结构和热力学稳定性变差，存在安全隐患。

富锂锰基正极材料一种分子式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M为3d/4d的过渡金属)的固溶体。由于富锂锰基正极材料可以储存更多的锂，所以其具有较高的比容量，比容量大于200mA·h/g。同时富锂锰基正极材料的开路电压大于4.5V，可以满足人满对电动汽车动力电池正极材料的需求。

但是富锂锰基正极材料具有不可逆容量和较差的倍率性能，因此需要对其进行改性。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种钼、钨共掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法，提高富锂锰基正极材料的倍率性能，抑制其首圈后容量不可逆衰减。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种钼、钨共掺杂富锂锰基正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学分子式为Li_xMn_yNi_zCo_aMo_bW_cO₂，其中，1≤x≤1.2、0.3≤y≤0.51、0.05≤z≤0.15、0.05≤a≤0.15、0.005≤b≤0.02、0.005≤c≤0.02。

一种上述材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：