一种锂锰铝氧正极材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种锂锰铝氧正极材料，具有Li_aMn_2-x-yAl_xM_yO₄的原子比组成，Al的浓度从锂锰铝氧正极材料的内部向表面呈逐渐升高的梯度分布，Mn的浓度从锂锰铝氧正极材料的内部向表面呈逐渐降低的梯度分布。本发明还提供一种锂锰铝氧正极材料的制备方法。本发明通过在沉淀过程中加入铝源化合物的溶液或悬浊液，使铝元素替代形成的锰酸锂材料中锰元素的位置，稳定了锰酸锂材料的尖晶石结构，避免晶格缺陷的形成，保证了该锂锰铝氧正极材料具有良好的高温循环性能；通过逐渐增加铝源化合物形成的溶液或悬浊液的加入量使铝元素形成了梯度结构，减少锰在电解液中的溶解，进一步提高锂锰铝氧正极材料的高温循环性能。

主权项

一种锂锰铝氧正极材料，具有式(I)所示的原子比组成：Li_aMn_2‑x‑yAl_xM_yO₄式(I)，其中，0.8≤a≤1.3，0.001<x≤0.5，0≤y≤0.2；M为Mg、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Pd、Ce、Nd和Dy中的一种或多种；Al的浓度从锂锰铝氧正极材料的内部向表面呈逐渐升高的梯度分布，Mn的浓度从锂锰铝氧正极材料的内部向表面呈逐渐降低的梯度分布；所述锂锰铝氧正极材料由以下方法进行制备：将锰源化合物、M源化合物与第一溶剂混合，得到第一溶液或第一悬浊液，M为Mg、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Pd、Ce、Nd和Dy中的一种或多种；将铝源化合物与第二溶剂混合，得到第二溶液或第二悬浊液；向所述第一溶液或第一悬浊液中加入沉淀剂进行沉淀，在沉淀过程中加入所述第二溶液或第二悬浊液，逐渐增加第二溶液或第二悬浊液的加入量，搅拌后形成铝元素呈梯度分布的沉淀物，烘干后得到前驱体，所述沉淀剂为碱金属的氢氧化物溶液、碱金属的碳酸盐溶液或碱金属的碳酸氢盐溶液；将所述前驱体与锂源化合物混合、焙烧，研磨后得到固体粉末；将所述固体粉末进行退火处理，得到锂离子电池正极材料。