一種Cr3+，Mg2+，Fe3+，F-共摻雜復合富鋰正極材料及制備方法技術

技術編號：8656873 閱讀：283 留言：0更新日期：2013-05-02 00:40

一種Cr3+，Mg2+，Fe3+，F-共摻雜層-層復合富鋰正極材料xLi2MnO3.(1-x)LiMn0.5Ni0.5O2(0≤x≤0.5)，其特征在于化學計量式為xLi2MnO3.(1-x)Li1+n-y(Mn0.5Ni0.5)1-m-n-pCrmMgnFepO2-yFy其中：0≤x≤0.5；0.01≤m≤0.05；0.01≤n≤0.05；0.01≤p≤0.05；0.01≤y≤0.06；將按照上述分子式的化學A計量比將可溶性鋰化合物、可溶性錳鹽、可溶性鎳鹽、可溶性鎂鹽、可溶性鉻鹽、可溶性鐵鹽和氟化鋰加入到去離子水中，加入物質的量為所有金屬離子總量1.5-2.5倍的酒石酸充分攪拌均勻至完全溶解；溶液經過濃縮、凝膠、干燥、研磨、分解、壓片、煅燒步驟后制得，制備得到的正極材料有著優異的循環容量保持能力及倍率特性。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鋰離子電池正極材料制造領域。
技術介紹
鋰離子電池具有體積、重量能量比高、電壓高、自放電率低、無記憶效應、循環壽命長、功率密度高等絕對優點，在全球移動電源市場擁有逾300億美元/年份額并遠超過其他電池的市場占有率，是最具有市場發展前景的化學電源[吳宇平，萬春榮，姜長印，鋰離子二次電池，北京:化學工業出版社，2002.]。然而自從1991年鋰離子電池商業化以來,正極材料的實際比容量始終徘徊在100-180mAh/g之間，正極材料比容量低已經成為提升鋰離子電池比能量的瓶頸。若想要有效地提高鋰離子電池的能量密度，必須從提高正負極材料之間的電壓差和開發高比容量電極材料兩個方面考慮。目前商用的鋰離子電池最為廣泛的實用的正極材料是LiCoO2，鈷酸鋰的理論比容量為274mAh/g，而實際比容量在130-140mAh/g之間，而且鈷為戰略物資，價格昂貴并有較大的毒性。因此近年來，世界各國的研究人員一直致力于新型鋰離子電池正極材料的研究和開發，到目前，篩選出的鋰離子電池正極多達數十種，但真正有潛在商業化應用前景或已經出現在市場上的正極材料確是非常之少。如尖晶石型錳酸鋰LiMn2O4，其成本較低，比較容易制備，安全性能也比較好，然而容量較低，理論容量為148mAh/g，實際容量在100-120mAh/g,而且該材料容量循環保持能力不佳，高溫下容量衰減很快，Mn3+的John-Teller效應及在電解質中的溶解長期以來困擾著研究人員。層狀結構的LiNiO2和LiMnO2雖然有著較大的理論比容量，分別為275mAh/g和285mAh/g，但是它們制備非常困難...

【技術保護點】
一種Cr3+，Mg2+，Fe3+，F?共摻雜層?層復合富鋰正極材料xLi2MnO3.(1?x)LiMn0.5Ni0.5O2(0≤x≤0.5)，其特征在于化學計量式為xLi2MnO3.(1?x)Li1+n?y(Mn0.5Ni0.5)1?m?n?pCrmMgnFepO2?yFy其中：O≤x≤0.5；0.01≤m≤0.05；0.01≤n≤0.05；0.01≤p≤0.05；0.01≤y≤0.06。

【技術特征摘要】
1.一種Cr3+，Mg2+，Fe3+，F_共摻雜層-層復合富鋰正極材料XLi2MnO3.(1-χ)LiMn0.5Ni0.502 (0 ^ x^0.5)，其特征在于化學計量式為 XLi2MnO3.(l_x) Li1+n_y (Mntl5Nia5) ^pCrmMgnFep02_yFy 其中:0 < x < 0.5 ;0.01 < m < 0.05 ;0.01 < η < 0.05 ;0.01 < p < 0.05 ;0.01 ^ y ^ 0.06。2.根據權利要求1所述的層-層復合富鋰正極材料，其特征在于按照上述分子式的化學計量比將可溶性鋰化合物、可溶性錳鹽、可溶性鎳鹽、可溶性鎂鹽、可溶性鉻鹽、可溶性鐵鹽和氟化鋰加入到去離子水中，加入物質的量為所有金屬離子總量1.5-2.5倍的酒石酸充分攪拌均勻至完全溶解；將體系的溫度上升到70-85°C持續攪拌直到70-85%的水蒸發，這時溶液逐漸變得粘稠并形成膠凍狀，將膠凍...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮琳，水淼，程亮亮，楊天賜，舒杰，任元龍，鄭衛東，高珊，徐曉萍，
申請(專利權)人：寧波大學，
類型：發明
國別省市：