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一种钛掺杂/取代富锂正极材料及其制备方法和应用无效专利 发明

具体技术细节

[0005] 针对现有技术存在的富锂正极材料容量保持率低,且电压损失严重的问题,本发4+
明拟提供一种Ti 掺杂/取代富锂正极材料及其制备方法和应用,该富锂正极材料循环性能电压保持率得到大大提高;制备方法操作简单,成本低廉;可应用于二次锂电池上作为正极材料使用。
[0006] 本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下:
[0007] 一种钛掺杂/取代富锂正极材料,其特征在于:所述材料的结构通式为Liz(Li°°xTM1‑x‑yTiy)O2,Liz(LixTM1‑x‑yTiy)O2为层状结构,其中TM为处于过渡金属层层内的过渡金属元素。
[0008] 所述TM为处于过渡金属层层内的过渡金属元素,为Mn、Ni和Co中的一种或多种组合。
[0009] Ti处于过渡金属层层内,其含量0
[0010] Li为处于过渡金属层层间的锂,其含量0.5
[0011] Li°为处于过渡金属层层内的锂,其含量0
[0012] 一种钛掺杂/取代富锂正极材料的制备方法,其特征在于,将Mn1‑a‑bNiaCob(OH)2前驱体或MnO2与锂盐和TiO2按照一定比例通过球磨混合后,压制成片,进行高温固相烧结,其中0≤a≤1,0≤b≤1。
[0013] 所述Mn1‑a‑bNiaCob(OH)2前驱体通过共沉淀法制备。
[0014] 所述锂盐为Li2CO3、Li2O、LiOH等。
[0015] 所述球磨混合过程中加入少量无水乙醇,加入少量异丙醇,进行干磨。
[0016] 所述高温固相烧结的温度区间为800‑1000℃之间。
[0017] 一种钛掺杂/取代富锂正极材料在初级或次级电化学发电器(电池)、高能发电器和在电化学发光调制系统中的应用,优选为在制备二次锂电池中的应用,所述二次锂电池包括:正极、负极和电解液;所述正极包括集流体和负载在集流体上的正极材料,所述集流体采用本领域已知的常见正极集流体,所述正极材料含有钛掺杂/取代富锂正极材料。
[0018] 本发明具有如下优点:
[0019] 本发明通过对现有的锂离子电池富锂材料进行掺杂改性处理,得到的Ti4+掺杂/取代富锂正极材料,改变了材料的局域电荷分布状态,从而改变了材料的物理和化学特性,提高了材料的稳定性,可以使电池的富锂正极材料维持更高的电位,提高材料的容量保持率和比能量,改善电池的充放电性能,得到一种具有更高的充放电容量和较好的循环性能及安全性能的二次锂电池。

法律保护范围

涉及权利要求数量10:其中独权1项,从权-1项

o
1.一种钛掺杂/取代富锂正极材料,其特征在于:所述材料的结构通式为Liz(Li xTM1‑x‑o
yTiy)O2,Liz(LixTM1‑x‑yTiy)O2为层状结构,其中TM为处于过渡金属层层内的过渡金属元素。
2.如权利要求1所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料,其特征在于:所述TM为处于过渡金属层层内的过渡金属元素,为Mn、Ni和Co中的一种或多种组合。
3.如权利要求1所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料,其特征在于:Ti处于过渡金属层层内,其含量04.如权利要求1所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料,其特征在于:Li为处于过渡金属层层间的锂,其含量0.5o
5.如权利要求1所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料,其特征在于:Li 为处于过渡金属层层内的锂,其含量06.如权利要求1所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料的制备方法,其特征在于,将Mn1‑a‑bNiaCob(OH)2前驱体或MnO2与锂盐和TiO2按照一定比例通过球磨混合后,压制成片,进行高温固相烧结,其中0≤a≤1,0≤b≤1。
7.如权利要求6所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料的制备方法,其特征在于:所述锂盐为Li2CO3、Li2O或LiOH。
8.如权利要求6所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料的制备方法,其特征在于:所述球磨混合过程中加入少量无水乙醇或少量异丙醇,进行干磨。
9.如权利要求6所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料的制备方法,其特征在于:所述高温固相烧结的温度区间为800‑1000℃之间。
10.如权利要求1‑5任一项所述的一种钛掺杂/取代富锂正极材料,其特征在于:所述钛掺杂/取代富锂正极材料用于初级或次级电化学发电器(电池)、高能发电器和在电化学发光调制系统中;进一步的,所述钛掺杂/取代富锂正极材料用于二次锂电池。

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