[发明专利]一种富锂锰基正极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池材料领域，具体为一种富锂锰基正极材料及其制备方法，所述富锂锰基正极材料的化学结构式如下所示：Li[Li_xM_yMn_0.62‑zIn_z]O₂其中，M为Co和/或Ni；x+y＝0.38，且0.1≤x≤0.2，0.05≤z≤0.1，所述富锂锰基正极材料的表面包覆有稀土氟化物，本发明所制备的富锂锰基正极材料在2.75‑4.30V，放电倍率为0.2C的测试条件下，具有较高的首次放电容量(≥293mAh/g)，较高的库伦效率(≥86.8％)，并且倍率性能提升，具有良好的循环性能，0.2C倍率下经200次充放电循环之后容量保持率≥92.2％。

技术领域

本发明涉及锂电池材料领域，具体为一种富锂锰基正极材料及其制备方法。

背景技术

能源与环境是当今世界人类生存和发展所必须面临的两个首要问题。随着全球工业化的发展，化石能源的枯竭以及人口的继续增加，环境的污染和生态平衡的破坏越来越严重，能源短缺的问题越来越严重。尤其进入21世纪，人们生活水品的提高，环保意识的增强，环境问题日益引起人们的关注，各国政府均在制定大规模的清洁能源计划。新能源和可再生清洁能源的开发和利用越来越被人们所关注。风能，太阳能等可再生能源由于存在间接性和不稳定性的特点要求我们使用高效的储能系统。新能源汽车产业的蓬勃发展也对储能系统也提出了更高的要求。传统的化学电源由于存在铅，铬等有毒金属的使用对环境有很大的污染，它的使用正逐步受到限制。

富锂锰基正极材料可以实现250mAh/g以上的比容量，并且具有较高的放电电压平台和振实密度，因此具有很高的能量密度，能很好的满足锂电池在小型电子产品和电动汽车等领域的使用要求，作为一种锰基材料，富锂锰基正极材料原料来源丰富、价格低廉，而且电化学性能稳定，因此成为高容量锂离子电池理想的正极材料，具有广阔的发展前景，目前研究比较集中的富锂锰基正极材料主要有层状结构的LiMnO₂和尖晶石型结构的LiMn₂O₄，层状结构的LiMnO₂放电容量低、循环性能差，难以广泛应用，因此寻找一种放电比容量高且循环性能更加稳定的富锂锰基正极材料至为关键。

发明内容

发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种富锂锰基正极材料及其制备方法。

所采用的技术方案如下：

一种富锂锰基正极材料，所述富锂锰基正极材料的化学结构式如下所示：

Li[Li_xM_yMn_0.62-zIn_z]O₂

其中，M为Co和/或Ni；

x+y＝0.38，且0.1≤x≤0.2，0.05≤z≤0.1，所述富锂锰基正极材料的表面包覆有稀土氟化物。

进一步地，M为Co和Ni。

进一步地，Co和Ni的摩尔比为1：1。

进一步地，x为0.18。

进一步地，y为0.2。

进一步地，z为0.06。

进一步地，所述稀土氟化物为氟化镧、氟化铈、氟化钇中的任意一种或多种组合。

本发明还提供了一种富锂锰基正极材料的制备方法：