(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111570863.9 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 西安理工大 学 地址 710048 陕西省西安市碑林区金花 南 路5号 (72)发明人 李喜飞　郝猷琛　刘文　王晶晶　 李文斌　 (74)专利代理 机构 西安弘理专利事务所 61214 专利代理师 徐瑶 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 4/58(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法 及应用 (57)摘要 本发明公开了锂离子电池富锂锰基正极材 料的改性方法， 在一定条件下， 将络合剂溶解于 去离子水中， 获得络合溶液； 取适量的正极材料 加入上述溶液充分搅拌分散， 其后密封在常温下 恒温保持一段时间， 即可 获得原位生长、 致密、 薄 层类普鲁士蓝包覆改性的锂离子电池正极材料， 其具有良好的循环稳定性， 优异的倍率性能和可 靠的安全性， 且该制备方法具有成本低， 操作简 单， 环境友好等特点， 可 以被大规模的应用于产 业化生产； 本发 明还公开了锂离子电池富锂锰基 正极材料的改性方法制备的类普鲁士蓝包覆改 性锂离子电池富锂锰基正极材料在用于制备锂 离子电池方面的应用。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114447290 A 2022.05.06 CN 114447290 A 1.锂离子电池富锂锰基正极材 料的改性方法， 其特 征在于， 具体按以下步骤实施： 步骤1， 将络合剂分散 于去离子水中， 充分搅拌溶解获得络合溶 液； 步骤2， 取剂量比富锂锰基正极材料加入上述溶液， 搅拌使正极颗粒分散， 然后将浸有 正极材料的络合溶 液在恒温下密封保持； 步骤3， 将步骤2中的产物过滤， 然后用去离子水和无水乙醇洗涤多次， 然后将滤饼在 真 空干燥箱中保温， 得到类普鲁士蓝包覆锂离 子电池正极材 料。 2.根据权利要求1所述的锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 其特征在于， 所述 步骤1中络合剂为 亚铁氰化物。 3.根据权利要求2所述的锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 其特征在于， 所述 络合剂为K4Fe(CN)6、 Na4Fe(CN)6、 Li4Fe(CN)6或其对应的水合物中至少一种。 4.根据权利要求1所述的锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 其特征在于， 所述 步骤2中富锂锰基正极材 料为： 具有层状结构的xL i2MnO3‑(1‑x)LiMO2材料。 5.根据权利要求1所述的锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 其特征在于， 所述 步骤2中络合剂和富锂锰基正极材料的摩尔比为1： 10～1:1； 络合溶液的浓度为0.05～ 0.5mol/L。 6.根据权利要求1所述的锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 其特征在于， 所述 步骤2中搅拌3～10mi n， 恒温温度为20～6 0℃， 密封 6～24h。 7.根据权利要求1所述的锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 其特征在于， 所述 步骤3中去离 子水和无 水乙醇清洗 至少3次， 真空干燥箱内温度为6 0℃， 保温6～12h 。 8.根据权利要求1所述的锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 其特征在于， 所述 步骤3中类普鲁士蓝包覆层厚度在0.5～5nm， 物质的摩尔比为正极材料物质的量的0.01～ 0.10％。 9.采用权利要求1～8所述锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法制备的类普鲁士 蓝包覆改性锂离 子电池富锂锰基正极材 料在用于制备锂离 子电池方面的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114447290 A 2锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方 法及应用 技术领域 [0001]本发明属于能源存储与转化技术领域， 主要涉及锂离子电池富锂锰基正极材料的 改性方法。 [0002]本发明还涉及锂离 子电池富锂锰基正极材 料在用于制备锂离 子电池方面的应用。 背景技术 [0003]锂离子电池作为一种高效储能器件在清洁能源的利用和推广上发挥重要作用， 尤 其在“双碳”背景下已经成为世界各国争相研究和开 发的热点。 由于其具有体积小、 质量轻、 比能量高、 无记忆效应、 长循环寿命等特点， 当前已被广泛应用于移动设备、 电动汽车等领 域。 作为各类电动设备 的动力源， 锂离子电池的性能直接决定了设备 的使用寿命和 续航里 程。 为进一步开发长续航能力的电动汽车， 具有更高理论比容量的富锂锰基正极成为下一 代高性能锂离 子电池需要攻克的核心和关键材 料。 [0004]针对富锂锰基正极存在的快速容量衰减问题， 包覆改性是较为常用的技术方案， 主要是一种物理化学性能优异的材料， 在目标材料颗粒表面形成一层均匀包覆层的保护方 法。 研究人员利用类普鲁 士蓝对正极材料进 行包覆， 结果表明， 类普鲁 士蓝包覆改性的正极 材料具有较高的容 量， 良好的倍 率性能和优 越的循环性能。 [0005]目前已有的包覆改性锂离子电池富锂锰基正极材料的制备方法主要有高能球磨 法， 溶胶凝胶法等， 如中国专利CN202010847189.3， 其存在包覆 效果粗糙、 工艺步骤繁复等 问题， 虽然提高了正极材料 的倍率性能， 但在循环寿命方面并未展现出好的效果。 因此， 开 发一种成本低廉、 工艺简单、 环境友好且循环寿命显著提升的制备 方法势在 必行。 发明内容 [0006]本发明的目的是提供锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 克服了锂离子电 池富锂锰基正极材 料在高倍 率和低倍 率下不同诱因的容 量衰减问题。 [0007]本发明的另一个目的是提供锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 所得的类 普鲁士蓝包覆改性锂离 子电池富锂锰基正极材 料在用于制备锂离 子电池方面的应用。 [0008]本发明所采用的技术方案是， 锂离子电池富锂锰基正极材料的改性方法， 具体按 以下步骤实施： [0009]步骤1， 将络合剂分散 于去离子水中， 充分搅拌溶解获得络合溶 液； [0010]步骤2， 取剂量比富锂锰基正极材料加入上述溶液， 搅拌使正极颗粒分散， 然后将 浸有正极材 料的络合溶 液在恒温下密封保持； [0011]步骤3， 将步骤2中的产物过滤， 然后用去离子水和无水乙醇洗涤多次， 然后将滤饼 在真空干燥箱中保温， 得到类普鲁士蓝包覆锂离 子电池正极材 料。 [0012]本发明第一个技 术方案的特点还在于： [0013]其中步骤1中络合剂为 亚铁氰化物； [0014]其中络合剂为K4Fe(CN)6、 Na4Fe(CN)6、 Li4Fe(CN)6或其对应的水合物中至少一种；说　明　书 1/5 页 3 CN 114447290 A 3