一种共掺杂富锂复合正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种共掺杂富锂复合正极材料及其制备方法，该正极材料的通式为：Li_1+aMe_bM_1-a-bO_2-cX_c；其中M为Mn, Ni, Co, Al, Cr，Mg，Ca，Zr，Ti，Zn，Fe的任意一种，Me为Na、K的任意一种，X为F、Cl的任意一种，且0≤a≤0.3，0<b≤0.2，0<c≤0.2。该制备方法包含：步骤1，配制金属离子溶液；步骤2，配制含碱金属离子的沉淀剂溶液；步骤3, 获得含碱金属离子掺杂的碳酸盐前躯体沉淀；步骤4，将含碱金属离子掺杂的碳酸盐前躯体与5倍的锂盐和含有非金属卤素离子的化合物混合，球磨，经热处理，获得锂离子电池高比容量共掺杂富锂复合正极材料。本发明提供的共掺杂富锂复合正极材料及其制备方法，具有工艺简单、重复性好、成本低廉，便于规模化生产的优点。

主权项

一种共掺杂富锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：步骤1，将含有金属离子的可溶性化合物溶于去离子水中，配制成浓度为0.05~2mol/L的金属离子溶液；步骤2，用去离子水配制浓度为0.1~1mol/L的分散剂溶液，待分散剂完全溶解后，加入含有碳酸根或碳酸氢根以及掺杂碱金属离子的可溶性盐，使盐的浓度为0.05~2 mol/L，搅拌均匀，获得分散剂与盐的混合溶液，即沉淀剂溶液；步骤3，在室温到90℃条件下，将步骤2的沉淀剂溶液滴加到不断搅拌的步骤1所得的金属离子溶液中，搅拌速度为100~1000rmp，沉淀剂溶液滴加至金属离子完全沉淀，反应时间2~24h，获得的沉淀为含碱金属离子掺杂的碳酸盐前躯体，通过调节前驱体的清洗次数来控制碱金属离子含量；步骤4，将所述的含碱金属离子掺杂的碳酸盐前躯体与按化学计量比计1~1.5倍用量的锂盐以及含有非金属卤素离子的化合物混合，球磨，经700℃~1000℃温度范围进行热处理，保温时间1~40 h，获得所述的共掺杂富锂复合正极材料；该正极材料的通式为： Li_1+aMe_bM_1‑a‑bO_2‑cX_c；其中M为Mn, Ni, Co, Al, Cr，Mg，Ca，Zr，Ti，Zn，Fe的任意一种，Me为Na、K的任意一种，X为F、Cl的任意一种，且0≤a≤0.3，0<b≤0.2，0<c≤0.2；所述的正极材料为碱金属离子和非金属卤素离子共掺杂的层状复合结构。