锂离子电池层柱锰酸锂正极材料及其插层组装制备方法

摘要

本发明涉及一种锂离子电池层柱结构锰酸锂正极材料及其插层组装制备方法。该正极材料的化学组成式为Li_αA_EβMnO₂，其中过渡金属Mn与氧以共价键结合，构成MnO₂主体层板，锂离子与碱土金属离子均匀分布在由MnO₂构成的主体层板的夹层；该正极材料在充放电循环过程中，锂离子Li⁺能够可逆脱嵌，而碱土金属离子Mg²⁺，Ca²⁺，Sr²⁺不会脱出，因此其在充放电循环过程中结构更稳定、循环性能更好且热稳定性能更高。该正极材料的制备方法是：先采用氧化一插层方法制备层状锰酸锂前驱体，再通过离子交换反应将层状锰酸锂电极材料中的部分锂离子Li⁺用碱土金属离子Mg²⁺、Ca²⁺或Sr²⁺代替以制备层柱锰酸锂。

主权项

1、一种锂离子电池层柱型锰酸锂正极材料，其化学组成通式为LiαAEβMnO2，式中AE为碱土金属元素Mg、Ca、Sr中的一种，且0.80≤α＜1.0，0＜β≤0.10，0.90≤α+2β≤1.05；过渡金属Mn与氧以共价键结合，构成MnO2主体层板，锂离子与碱土金属离子均匀分布在由MnO2构成的主体层板的夹层，该层柱锰酸锂正极材料属于正交晶系，具有Pmm空间对称性。