技术摘要：
本发明公开了一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料，其为Li2MnO3和LiMO2(M为镍、钴、锰、铝、铁、铬金属元素)的固溶体，材料颗粒表面包覆一层偏铝酸锂，和一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料的制备方法，是对富锂锰材料进行采用吹二氧化碳二次共沉积法，在材料表面包覆一次 全部
背景技术：
常规锂离子电池正负极在设计时容量是要搭配的，从材料使用量上来看，正极几 乎是负极的两倍，如果负极使用克容量更高的硅基材料使用量将会更少。究其原因主要是 正极材料的克容量大都比较低，目前能够批量应用的高镍三元材料克容量也只有190mAh/g 左右，而普通石墨的克容量都可达到350mAh/g，所以提高锂离子电池材料正极的克容量显 的刻不容缓。 目前行业内研究的比较多是富锂锰基正极材料，其放电比容量达300mAh/g以上， 而目前应用比较广泛的523型三元材料的克容量只150mAh/g左右，富锂锰基正极材料克容 量几乎是其两倍。另外富锂锰材料中的过渡金属主要是锰，贵重金属含量比较低，以其作为 正极材料制造的锂离子电池更容易被市场接受，而且富锂锰的材料电池的安全性能要比高 镍三元材料电池好的多。因此，富锂锰正极材料是下一代锂离子电池理想选择，是锂电池突 破300Wh/Kg，甚至400Wh/Kg的关键所在。 富锂锰正极材料虽然质量比能量高，安全性能好，价格便宜，但要想大批量应用还 必须要面对几个问题。在富锂锰基电池首次充电到达4.5-4.8V时，Li2MnO3部分被激活， Li 从Li2MnO3中脱出，伴随部分氧释出，放电过程中Li2O释出后在体相留下的空位被表面金属 离子占据，导致Li 无法完全回嵌至晶格。因此富锂锰正极材料中Li2MnO3组分的活化过程是 提供高比能量的根本原因，也正是这个过程引发了一些列制约其进一步产业化发展的问 题。 高电压下，过渡金属离子易溶于电解液，同时电极表面易被电解液生成的HF腐蚀， 生成不稳定的固体电解质界面（SEI）膜，造成界面阻抗增大并伴随容量衰减；首周充电过 程，氧流失使过渡金属离子从表面向体相迁移占据锂、氧空位，引发材料表面结构重组，晶 体结构发生由层状结构向尖晶石结构的不可逆转化，Li 迁移阻力增大，造成电压衰退以及 容量衰退。
技术实现要素：
为了解决容量衰减和电压衰退这两大难题，本发明提供一种包覆偏铝酸锂的富锂 锰正极材料及其制备方法，采用的技术方案如下： 一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料，其为Li2MnO3和LiMO2(M为镍、钴、锰、铝、铁、铬金 属元素)的固溶体，材料颗粒表面包覆一层偏铝酸锂。 一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料的制备方法，该制备方法为： 首先取二价镍、锰、钴的可溶性盐，在保护气体下按比例加入强碱溶液中，然后加络合 剂，调节溶液PH值在11-12，50-70℃温度下600-1200转/分钟搅拌，反应10-14小时；然后将 3 CN 111584832 A 说 明 书 2/4 页 共沉积物用蒸馏水清洗3次，真空80-120℃干燥10-12小时，此为一次共沉积产物；然后将硝 酸铝按比例加入强碱溶液中，直到形成稳定的偏铝酸盐溶液；然后将一次共沉积产物按比 例加入到偏铝酸盐溶液中，在一定温度下搅拌，通入二氧化碳，进行二次沉积，直到PH值保 持在9-10，将此共沉积产物用蒸馏水清洗三次，真空120℃干燥24小时，形成二次沉积产物； 按比例称取锂的化合物，和二次共沉积产物共同加入球磨机，200转/min球磨3小时，取料后 放入推板炉450℃，通氧气煅烧4-8小时，再750℃，通氧气煅烧10-20小时，冷却后得到本发 明产物。 所述二价镍、锰、钴的可溶性盐为镍的二价硫酸盐、硫酸盐、盐酸盐等，锰的二价硫 酸盐、硫酸盐、盐酸盐等，钴的二价硫酸盐、硫酸盐、盐酸盐。 所述强碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂溶液，络合剂为碳酸钠、碳酸氢铵、 氨水等中的一种或者几种。 所述的保护气体为氮气、氦气、氩气。 所述二次沉积温度为50-70℃，搅拌速度500-800转/分钟左右，二氧化碳吹入量按 100克一次沉淀物45-55ml/min进行。 所述锂的化合物为氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂中的一种或者几种。 所述通氧气煅烧温度分为两段，一段400-500℃，一段700-900℃。 本发明的有益效果是，本发明对富锂锰材料进行采用吹二氧化碳二次共沉积法， 在材料表面包覆一次偏铝酸锂，以抵抗HF的腐蚀，改善材料的性能，此外，此材料做成电池 正常充电电压可达4.8V。
本发明公开了一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料，其为Li2MnO3和LiMO2(M为镍、钴、锰、铝、铁、铬金属元素)的固溶体，材料颗粒表面包覆一层偏铝酸锂，和一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料的制备方法，是对富锂锰材料进行采用吹二氧化碳二次共沉积法，在材料表面包覆一次 全部
背景技术：
常规锂离子电池正负极在设计时容量是要搭配的，从材料使用量上来看，正极几 乎是负极的两倍，如果负极使用克容量更高的硅基材料使用量将会更少。究其原因主要是 正极材料的克容量大都比较低，目前能够批量应用的高镍三元材料克容量也只有190mAh/g 左右，而普通石墨的克容量都可达到350mAh/g，所以提高锂离子电池材料正极的克容量显 的刻不容缓。 目前行业内研究的比较多是富锂锰基正极材料，其放电比容量达300mAh/g以上， 而目前应用比较广泛的523型三元材料的克容量只150mAh/g左右，富锂锰基正极材料克容 量几乎是其两倍。另外富锂锰材料中的过渡金属主要是锰，贵重金属含量比较低，以其作为 正极材料制造的锂离子电池更容易被市场接受，而且富锂锰的材料电池的安全性能要比高 镍三元材料电池好的多。因此，富锂锰正极材料是下一代锂离子电池理想选择，是锂电池突 破300Wh/Kg，甚至400Wh/Kg的关键所在。 富锂锰正极材料虽然质量比能量高，安全性能好，价格便宜，但要想大批量应用还 必须要面对几个问题。在富锂锰基电池首次充电到达4.5-4.8V时，Li2MnO3部分被激活， Li 从Li2MnO3中脱出，伴随部分氧释出，放电过程中Li2O释出后在体相留下的空位被表面金属 离子占据，导致Li 无法完全回嵌至晶格。因此富锂锰正极材料中Li2MnO3组分的活化过程是 提供高比能量的根本原因，也正是这个过程引发了一些列制约其进一步产业化发展的问 题。 高电压下，过渡金属离子易溶于电解液，同时电极表面易被电解液生成的HF腐蚀， 生成不稳定的固体电解质界面（SEI）膜，造成界面阻抗增大并伴随容量衰减；首周充电过 程，氧流失使过渡金属离子从表面向体相迁移占据锂、氧空位，引发材料表面结构重组，晶 体结构发生由层状结构向尖晶石结构的不可逆转化，Li 迁移阻力增大，造成电压衰退以及 容量衰退。
技术实现要素：
为了解决容量衰减和电压衰退这两大难题，本发明提供一种包覆偏铝酸锂的富锂 锰正极材料及其制备方法，采用的技术方案如下： 一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料，其为Li2MnO3和LiMO2(M为镍、钴、锰、铝、铁、铬金 属元素)的固溶体，材料颗粒表面包覆一层偏铝酸锂。 一种包覆偏铝酸锂的富锂锰正极材料的制备方法，该制备方法为： 首先取二价镍、锰、钴的可溶性盐，在保护气体下按比例加入强碱溶液中，然后加络合 剂，调节溶液PH值在11-12，50-70℃温度下600-1200转/分钟搅拌，反应10-14小时；然后将 3 CN 111584832 A 说 明 书 2/4 页 共沉积物用蒸馏水清洗3次，真空80-120℃干燥10-12小时，此为一次共沉积产物；然后将硝 酸铝按比例加入强碱溶液中，直到形成稳定的偏铝酸盐溶液；然后将一次共沉积产物按比 例加入到偏铝酸盐溶液中，在一定温度下搅拌，通入二氧化碳，进行二次沉积，直到PH值保 持在9-10，将此共沉积产物用蒸馏水清洗三次，真空120℃干燥24小时，形成二次沉积产物； 按比例称取锂的化合物，和二次共沉积产物共同加入球磨机，200转/min球磨3小时，取料后 放入推板炉450℃，通氧气煅烧4-8小时，再750℃，通氧气煅烧10-20小时，冷却后得到本发 明产物。 所述二价镍、锰、钴的可溶性盐为镍的二价硫酸盐、硫酸盐、盐酸盐等，锰的二价硫 酸盐、硫酸盐、盐酸盐等，钴的二价硫酸盐、硫酸盐、盐酸盐。 所述强碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂溶液，络合剂为碳酸钠、碳酸氢铵、 氨水等中的一种或者几种。 所述的保护气体为氮气、氦气、氩气。 所述二次沉积温度为50-70℃，搅拌速度500-800转/分钟左右，二氧化碳吹入量按 100克一次沉淀物45-55ml/min进行。 所述锂的化合物为氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂中的一种或者几种。 所述通氧气煅烧温度分为两段，一段400-500℃，一段700-900℃。 本发明的有益效果是，本发明对富锂锰材料进行采用吹二氧化碳二次共沉积法， 在材料表面包覆一次偏铝酸锂，以抵抗HF的腐蚀，改善材料的性能，此外，此材料做成电池 正常充电电压可达4.8V。
