CN114914439B - 一种锰基预锂化材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锰基预锂化材料及其制备方法和应用，锰基预锂化材料的化学通式为:xLiaMnbOc·（1‑x）LidY；其中,0＜x≤0.3，0≤a≤2，0＜b≤3，0＜c≤4，0＜d≤2，且a、b、c、d满足化学计量比；Y为阴离子，包括：OH‑、CO3 2‑、F‑中的一种；本发明的锰基预锂化材料具有脱锂容量高，副反应少，制备工艺简单的优点，能够提高锂离子电池的首周库伦效率和循环容量。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池材料技术领域，特别涉及一种锰基预锂化材料及其制备方法和应用。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、安全性高、循环寿命长和自放电率低等优点，使之成为当今动力电池及储能领域的研究热点。为了进一步提高电池的能量密度，高容量正、负极材料被引入了锂离子电池。但在电池首次充放电过程中有部分锂离子不能回嵌到正极，存在较大的首次不可逆容量损失。首次不可逆容量的损失消耗了大量的电解液和正极材料中脱出的锂离子，导致锂离子电池具有较低的首次库仑效率、能量密度和循环寿命，从而严重制约了此类材料在高比能锂离子电池中的应用。预锂化技术为解决不可逆容量损失、提高库仑效率和容量保持率提供了有效的解决方案。
目前公开的补锂技术主要有正极补锂技术和负极补锂技术两大类，其中负极补锂技术主要是锂粉补锂技术和锂箔补锂技术，优点是补锂克容量高，但存在较大的缺点，如危险性高、工艺复杂、生产成本极高；正极补锂方式主要有Li2NiO2、Li2C2O4等正极补锂剂，优点是材料成本低、使用相对简单，但工业化使用能力较差、副反应严重等问题。因此需要开发一种既能工业化应用、同时不会产生副反应，且克容量高，综合性能优异的补锂材料或技术，解决现有材料或技术的瓶颈问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种锰基预锂化材料及其制备方法和应用，锰基预锂化材料通过电化学反应激活过程，使锰基预锂化材料中的锰元素能充分发挥电催化性能，催化锂盐发生脱锂反应，因为锰的最外层电子排布为d轨道，势垒较高，无法实现传统化学反应的电荷转移，当外加电压达到一定值后，外层电子发生转移，锰的外层结构发生改变，体系能量降低，具有较高的反应活性，从而能催化锂盐分解并释放锂离子,同时，锰基预锂化材料本身含有的锂离子也能在电压的加持下使锂离子脱出晶格，释放锂离子，完成预锂化反应。本发明的锰基预锂化材料具有脱锂容量高，副反应少，制备工艺简单的优点，能够极大程度的提高锂离子电池的首周库伦效率和循环容量。
第一方面，本发明实施例提供了一种锰基预锂化材料，所述锰基预锂化材料的化学通式为:xLiaMnbOc·（1-x）LidY；其中,0＜x≤0.3，0≤a≤2，0＜b≤3，0＜c≤4，0＜d≤2，且a、b、c、d满足化学计量比；Y为阴离子，包括：OH-、CO3 2-、F-中的一种。
优选的，所述锰基预锂化材料的脱锂容量在320mAh/g-750mAh/g之间，脱锂电压在2V-4.8V之间。
优选的，所述锰基预锂化材料的颗粒的粒径Dv50在200nm-30μm之间。
优选的，当所述锰基预锂化材料在电化学反应激活时，所述锰基预锂化材料中的锰元素催化电池中的锂盐发生脱锂反应并释放锂离子，和/或所述锰基预锂化材料中的锂元素发生脱锂反应并释放锂离子。
进一步优选的，所述电化学反应激活的过程包括：将含有所述锰基预锂化材料的电池静置t1时间，然后以I1电流充电至电压为U1，再以U1电压恒压充电至电流为I2，静置t2时间后，完成所述电化学反应激活；
其中，所述t1在1小时-72小时之间，所述I1在0.02 C -2C之间，所述U1在3.8 V -4.8V之间，所述I2在0.1*I1~0.5*I1之间，所述t2在1分钟-2小时之间。
第二方面，本发明实施例提供了一种上述第一方面所述的锰基预锂化材料的制备方法，所述制备方法包括：球磨法、融合法或高速混合法中的一种；
其中，所述球磨法包括：按比例称取含锰化合物和含锂化合物，放入球磨机的球磨罐中，设置料球比为1：[0.6-1.5]，设置转速在300r/min-1000r/min之间，球磨时间在0.5小时-24小时之间，得到锰基预锂化材料；
所述融合法包括：按比例称取所述含锰化合物和所述含锂化合物，放入融合机中，设置转速在300r/min-4000r/min之间，融合时间在0.1小时-3小时之间，得到所述锰基预锂化材料；
所述高速混合法包括：按比例称取所述含锰化合物和所述含锂化合物，放入高速混合机中，设置转速在60r/min-2000r/min之间，进行高速剪切混合，混合的时间在0.1小时-5小时之间，得到所述锰基预锂化材料；
所述锰基预锂化材料的化学通式为:xLiaMnbOc·（1-x）LidY；其中,0＜x≤0.3，0≤a≤2，0＜b≤3，0＜c≤4，0＜d≤2，且a、b、c、d满足化学计量比；Y为阴离子，包括：OH-、CO3 2-、F-中的一种；
优选的，所述锰基预锂化材料的脱锂容量在320mAh/g-750mAh/g之间，脱锂电压在2V-4.8V之间；
所述锰基预锂化材料的颗粒的粒径Dv50在200nm-30μm之间；
当所述锰基预锂化材料在电化学反应激活时，所述锰基预锂化材料中的锰元素催化电池中的锂盐发生脱锂反应并释放锂离子，和/或所述锰基预锂化材料中的锂元素发生脱锂反应并释放锂离子。
优选的，所述含锰化合物包括：一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰、锰酸锂、偏锰酸锂、亚锰酸锂中的一种或多种；
所述含锂化合物包括：氢氧化锂、碳酸锂、氟化锂中的一种或多种；
所述含锰化合物和所述含锂化合物的质量比为[0.01-4]：1。
第三方面，本发明实施例提供了一种电极片，所述电极片包括上述第一方面所述的锰基预锂化材料。
第四方面，本发明实施例提供了一种锂电池，所述锂电池包括第三方面所述的电极片。
本发明实施例提供了一种锰基预锂化材料及其制备方法和应用，锰基预锂化材料通过电化学反应激活过程，使锰基预锂化材料中的锰元素能充分发挥电催化性能，催化锂盐发生脱锂反应，因为锰的最外层电子排布为d轨道，势垒较高，无法实现传统化学反应的电荷转移，而当外加电压达到一定值后，外层电子发生转移，锰的外层结构发生改变，体系能量降低，具有较高的反应活性，从而能催化锂盐分解并释放锂离子,同时，锰基预锂化材料本身含有的锂离子也能在电压的加持下使锂离子脱出晶格，释放锂离子，完成预锂化反应。本发明的锰基预锂化材料具有脱锂容量高，副反应少，制备工艺简单的优点，能够极大程度的提高锂离子电池的首周库伦效率和循环容量。
附图说明
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步详细描述。
图1是本发明实施例1提供的锰基预锂化材料的扫描电子显微镜（SEM）图；
图2是本发明实施例1提供的锰基预锂化材料组装的扣式半电池的首周充放电曲线；
图3是实施例1提供的含锰基预锂化材料与不含锰基预锂化材料组装的扣式半电池首周充放电曲线；
图4是本发明实施例2提供的锰基预锂化材料的体积粒度分布曲线；
图5是本发明实施例2提供的锰基预锂化材料组装的扣式半电池的首周充放电曲线；
图6是实施例2提供的含锰基预锂化材料与不含锰基预锂化材料组装的扣式半电池首周充放电曲线；
图7是本发明实施例3提供的锰基预锂化材料制备的扣式半电池的首周充放电曲线；
图8是实施例3提供的含锰基预锂化材料与不含锰基预锂化材料组装的扣式半电池首周充放电曲线；
图9是本发明实施例4提供的含锰基预锂化材料与对比例1提供的不含锰基预锂化材料组装的扣式全电池首周充放电曲线。
具体实施方式
下面通过附图和具体的实施例，对本发明进行进一步的详细说明，但应当理解为这些实施例仅仅是用于更详细说明之用，而不应理解为用以任何形式限制本发明，即并不意于限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种锰基预锂化材料，化学通式为:xLiaMnbOc·（1-x）LidY；其中,0＜x≤0.3，0≤a≤2，0＜b≤3，0＜c≤4，0＜d≤2，且化学通式中的各元素满足电荷平衡；Y为阴离子，包括：OH-、CO3 2-、F-中的一种。
锰基预锂化材料的脱锂容量在320mAh/g-750mAh/g之间，脱锂电压在2V-4.8V之间；锰基预锂化材料的颗粒的粒径Dv50在200nm-30μm之间。
本发明实施例提供了一种上述锰基预锂化材料的制备方法，包括：球磨法、融合法或高速混合法中的一种；
当制备方法为球磨法时，具体包括：按比例称取含锰化合物和含锂化合物，放入球磨机的球磨罐中，料球比为1：[0.6-1.5]，设置转速在300r/min-1000r/min之间，球磨时间在0.5小时-24小时之间，得到锰基预锂化材料；
当制备方法为融合法时，具体包括：按比例称取含锰化合物和含锂化合物，放入融合机中，设置转速在300r/min-4000r/min之间，融合时间在0.1小时-3小时之间，得到锰基预锂化材料；
当制备方法为高速混合法时，具体包括：按比例称取含锰化合物和含锂化合物，放入高速混合机中，设置转速在60r/min-2000r/min之间，进行高速剪切混合，混合的时间在0.1小时-5小时之间，得到锰基预锂化材料；
其中，含锰化合物包括：一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰、锰酸锂、偏锰酸锂、亚锰酸锂中的一种或多种；含锂化合物包括：氢氧化锂、碳酸锂、氟化锂中的一种或多种；含锰化合物和含锂化合物的质量比为[0.01-4]：1。
本发明实施例的锰基预锂化材料可用于电极片中作为预锂化的材料，该电极片可用于锂电池中。
电池在电化学反应激活过程中，电极片中锰基预锂化材料的锰元素可以催化电池中的锂盐发生脱锂反应并释放出锂离子，这是因为锰的最外层电子排布为d轨道，势垒较高，无法实现传统化学反应的电荷转移，而当外加电压达到一定值后，外层电子发生转移，锰的外层结构发生改变，体系能量降低，具有较高的反应活性，从而能催化锂盐分解并释放锂离子,同时，锰基预锂化材料本身含有的锂元素，也可以的在电压的作用下脱出晶格并释放出锂离子，完成预锂化反应，可以从两方面实现电极片的补锂，达到更好的补锂效果，提高电池的首周库伦效率和循环容量。
电化学激活的过程包括：将含有锰基预锂化材料的电池静置t1时间，然后以I1电流充电至电压为U1，再以U1电压恒压充电至电流为I2，静置t2时间后，完成电化学反应激活；其中，t1在1小时-72小时之间，I1在0.02 C -2C之间，U1在3.8 V -4.8V之间，I2在0.1*I1~0.5*I1之间，t2在1分钟-2小时之间。
为更好的理解本发明提供的技术方案，下述以多个具体实例分别说明本发明锰基预锂化材料的制备过程及特性。
实施例1
本实施例提供的锰基预锂化材料的制备方法为球磨法,具体制备过程包括：
称取粒径Dv50为1μm的二氧化锰粉末3.6克，粒径Dv50为3μm的碳酸锂粉末16克，放入球磨机的球磨罐中，料球比为1：1，设置转速为450r/min，球磨8小时，得到锰基预锂化材料，化学式为：0.16MnO2·0.84Li2CO3。
本实施例制备的锰基预锂化材料的SEM图，如图1所示，可以看出材料的形貌为不规则形状，且材料的平均粒径约为4μm。
使用本实施例制备的锰基预锂化材料作为正极材料制备电极片，组装电池并进行测试：
将本实施例制备的锰基预锂化材料与聚偏二氟乙烯（PVDF）、导电炭黑按照质量比96:2:2的称取并混合，在室温下，将混合后的材料和溶剂放入打浆机中，制备浆料；将制备好的浆料均匀涂布于铜箔上，制备成正极片，并与锂片组装成扣式半电池进行测试。
电化学激活过程：将制备的扣式半电池先静置12小时，然后以0.1C的倍率充电至4.6V，再以4.6V的恒压充电至电流减小到0.03C，静置1小时，完成电化学激活反应过程及电化学性能测试。测试电池的首周充放电曲线，如图2所示，测试扣式半电池的充电比容量为428.4mAh/g，即锰基预锂化材料的脱锂容量为428.4mAh/g。
使用本实施例制备的锰基预锂化材料和钴酸锂作为正极材料制备正极片并组装电池，与仅使用钴酸锂正极材料的正极片组装的电池进行对比测试：
含预锂化材料的电池制备：将本实施例制备的锰基预锂化材料与钴酸锂（LiCoO2）、PVDF和导电炭黑按照质量比3:93:2:2的比例制备均匀浆料并制备成正极片，与金属锂片组装成扣式半电池，进行测试，以0.1C的倍率充电至4.6V，然后以0.1C的倍率放电至2.75V。
对比电池的制备：将钴酸锂、PVDF和导电炭黑按照质量比96:2:2的比例制备均匀浆料并制备成正极片，并与金属锂片组装成扣式半电池，进行测试，以0.1C的倍率充电至4.6V，然后以0.1C的倍率放电至2.75V。
本实施例含锰基预锂化材料的扣式半电池与不含锰基预锂化材料的扣式半电池的首周充放电曲线，如图3所示，添加锰基预锂化材料的扣式半电池的首周充电比容量为247.9mAh/g，高于未添加含锰基预锂化材料的扣式半电池的首周充电比容量231.5mAh/g，且首周放电容量接近，分别为224.4mAh/g和224.3mAh/g，说明锰基预锂化材料在电池首周充电过程中发生脱锂反应并释放出锂离子，发挥预锂化作用。
实施例2
本实施例提供的锰基预锂化材料的制备方法为球磨法,具体制备过程包括：
称取粒径Dv50为5μm的锰酸锂粉末3.6克，粒径Dv50为15μm的氢氧化锂粉末27克，放入球磨机的球磨罐中，料球比为1：0.8，设置转速600r/min，球磨6小时，得到锰基预锂化材料，化学式为：0.03LiMn2O4·0.97LiOH。
本实施例制备的锰基预锂化材料的体积粒度分布曲线图，如图4所示，可以看出材料粒度大小Dv50为2.5μm。
使用本实施例制备的锰基预锂化材料作为正极材料制备电极片，组装电池并进行测试：
将本实施例制备的锰基预锂化材料制备扣式半电池的方法同实施例1。
电化学激活过程：将制备的扣式半电池先静置16小时，然后以0.05C的倍率充电至4.6V，再以4.6V的恒压充电至电流减小到0.01C，静置30分钟，完成材料电化学激活反应及电化学性能测试。测试电池的首周充放电曲线，如图5所示，测试扣式半电池的充电比容量为598.2mAh/g，即预锂化材料的脱锂容量为598.2mAh/g。
使用本实施例制备的锰基预锂化材料和钴酸锂作为正极材料制备正极片并组装电池，与仅使用钴酸锂正极材料的正极片组装的电池进行对比测试：
含预锂化材料的电池制备：将本实施例制备的锰基预锂化材料与磷酸铁锂(LiFePO4)、PVDF导电炭黑按照质量比4:92:2:2的比例匀浆制备成正极片，并于金属锂片组装成扣式半电池，进行测试，以0.05C的倍率充电至4.45V，然后以0.05C的倍率放电至2.75V；
对比电池的制备：将磷酸铁锂、PVDF和导电炭黑按照质量比96:2:2的比例匀浆制备成正极片，与金属锂片组装成扣式半电池，进行测试，以0.05C的倍率充电至4.45V，然后以0.05C的倍率放电至2.75V。
本实施例含锰基预锂化材料的扣式半电池与不含锰基预锂化材料的扣式半电池的首周充放电曲线，如图6所示，添加锰基预锂化材料的电池的首周充电比容量为178.5mAh/g，高于未添加锰基预锂化材料的首周充电比容量为171.4mAh/g，且首周放电容量接近分别为161.02mAh/g和161.14mAh/g，说明锰基预锂化材料在电池首周充电过程中发生脱锂反应并释放出锂离子，发挥预锂化作用。
实施例3
本实施例提供的锰基预锂化材料的制备方法为融合法,具体制备过程包括：
称取粒径Dv50为16μm的偏锰酸锂粉末31.5克，粒径Dv50为12μm的碳酸锂粉末60克，放入到融合机中，设置转速为3000r/min，融合15min，得到锰基预锂化材料，化学式为：0.25Li2MnO3·0.75Li2CO3。
使用本实施例制备的锰基预锂化材料作为正极材料制备电极片，组装电池并进行测试：
将本实施例制备的锰基预锂化材料按照实施例1的方法制备成扣式半电池，并进行测试。
电化学激活过程：将制备的扣式半电池先静置48小时，然后以0.1C的倍率充电至4.45V，再以4.45V的恒压充电至电流减小到0.02C，静置1小时，完成电化学激活反应过程及电化学性能测试。测试电池的首周充放电曲线，如图7所示，测试扣式半电池的充电比容量为408.7mAh/g，即锰基预锂化材料的脱锂容量为408.7mAh/g。
使用本实施例制备的锰基预锂化材料和钴酸锂作为正极材料制备正极片并组装电池，与仅使用钴酸锂正极材料的正极片组装的电池进行对比测试：
含预锂化材料的电池制备：将上述预锂化材料与钴酸锂、PVDF导电炭黑按照质量比3:93:2:2的比例匀浆制备成正极片，并与金属锂片组装成扣式半电池，进行测试，并以0.2C的倍率充电至4.5V，然后以0.2C的倍率放电至3V。
对比电池的制备：作为对比将钴酸锂、PVDF和导电炭黑按照质量比96:2:2的比例匀浆制备成正极片，并与金属锂片组装成扣式半电池，进行测试，并以0.2C的倍率充电至4.5V，然后以0.2C的倍率放电至3V。
本实施例含锰基预锂化材料的扣式半电池与不含锰基预锂化材料的扣式半电池的首周充放电曲线，如图8所示，添加锰基预锂化材料的电池的首周充电比容量为212.8mAh/g，高于未添加含锰基预锂化材料的首周充电比容量198.3mAh/g，且首周放电容量接近，分别为191.3mAh/g和191.4mAh/g，说明锰基预锂化材料在电池首周充电过程中发生脱锂反应并释放出锂离子，发挥预锂化作用。
实施例4
本实施例提供的锰基预锂化材料的制备方法为球磨法,具体制备过程包括：
称取粒径Dv50为16μm的偏锰酸锂粉末24克，粒径Dv50为25μm的氢氧化锂粉末99克，放入球磨机的球磨罐中，料球比为1:1.3，设置转速为500r/min，球磨20小时，得到锰基预锂化材料，化学式为：0.08Li2MnO3·0.92LiOH。
使用本实施例制备的锰基预锂化材料和钴酸锂作为正极材料制备正极片并组装电池进行测试：
含预锂化材料的电池制备：将本实施例制备的锰基预锂化材料与钴酸锂、PVDF、导电炭黑按照质量比3:93:2:2的比例匀浆制备成正极片，并与石墨极片组装成扣式全电池。
电化学激活过程为：将制备的全电池先静置8小时，然后以0.05C的倍率充电至4.6V，再以4.6V的恒压充电至电流减小到0.01C，静置10min，完成电化学激活反应，然后以0.05C的倍率放电至2.75V，完成首周充放电测试。测试结果如图9所示，本实施例制备的全电池的充电比容量为247.3mAh/g，放电比容量为223.9mAh/g。
为更好的说明本发明实施例的效果，以对比例1同以上实施例4进行对比。
对比例1
仅使用钴酸锂作为正极材料制备正极片并组装电池进行测试：
将钴酸锂、PVDF和导电炭黑按照质量比96:2:2的比例匀浆制备成正极片，并与石墨极片组装成扣式全电池。并按照与实施例4相同的电化学激活过程对电池进行测试，测试结果如图9所示，本对比例制备的扣式全电池充电比容量为231.5mAh/g，放电比容量为208.4mAh/g。
通过将实施例4与对比例1的扣式全电池的充放电比容量测试数据对比可知，添加锰基预锂化材料后的电池充电比容量更高，即含有锰基预锂化材料的正极能脱嵌更多的锂离子，说明锰基预锂化材料发挥了作用；对比放电容量的差值发现，放电比容量的差值相差较小说明电池消耗的不可逆锂离子基本相当，添加了预锂化材料的电池能有更多的活性锂离子从负极脱嵌，嵌入正极，电池的容量得到提高。此外,由于添加锰基预锂化材料提供的容量是不可逆的, 添加了锰基预锂化材料的电池的首周充电比容量增大，间接体现了电池首周库伦效率的提高。
本发明实施例提供了一种锰基预锂化材料及其制备方法和应用，锰基预锂化材料通过电化学反应激活过程，使锰基预锂化材料中的锰元素能充分发挥电催化性能，催化锂盐发生脱锂反应，因为锰的最外层电子排布为d轨道，势垒较高，无法实现传统化学反应的电荷转移，当外加电压达到一定值后，外层电子发生转移，锰的外层结构发生改变，体系能量降低，具有较高的反应活性，从而能催化锂盐分解并释放锂离子,同时，锰基预锂化材料本身含有的锂离子也能在电压的加持下使锂离子脱出晶格，释放锂离子，完成预锂化反应。本发明的锰基预锂化材料具有脱锂容量高，副反应少，制备工艺简单的优点，能够极大程度的提高锂离子电池的首周库伦效率和循环容量。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种锰基预锂化材料，其特征在于，所述锰基预锂化材料的化学通式为:xLiaMnbOc·（1-x）LidY；其中,0＜x≤0.3，0≤a≤2，0＜b≤3，0＜c≤4，0＜d≤2，且a、b、c、d满足化学计量比；Y为阴离子，包括：OH-、CO3 2-、F-中的一种；
所述锰基预锂化材料的脱锂容量在428.4mAh/g -750mAh/g之间，脱锂电压在2V-4.8V之间；
当所述锰基预锂化材料在电化学反应激活时，所述锰基预锂化材料中的锰元素催化电池中的锂盐发生脱锂反应并释放锂离子，和所述锰基预锂化材料中的锂元素发生脱锂反应并释放锂离子；
所述电化学反应激活的过程包括：将含有所述锰基预锂化材料的电池静置t1时间，然后以I1电流充电至电压为U1，再以U1电压恒压充电至电流为I2，静置t2时间后，完成所述电化学反应激活；
其中，所述t1在1小时-72小时之间，所述I1在0.02C-2C之间，所述U1在4.6V-4.8V之间，所述I2在0.1*I1~0.5*I1之间，所述t2在1分钟-2小时之间。
2.根据权利要求1所述的锰基预锂化材料，其特征在于，所述锰基预锂化材料的颗粒的粒径Dv50在200nm-30μm之间。
3.一种上述权利要求1-2任一所述的锰基预锂化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：球磨法、融合法或高速混合法中的一种；
其中，所述球磨法包括：按比例称取含锰化合物和含锂化合物，放入球磨机的球磨罐中，设置料球比为1：[0.6-1.5]，设置转速在300r/min-1000r/min之间，球磨时间在0.5小时-24小时之间，得到锰基预锂化材料；
所述融合法包括：按比例称取所述含锰化合物和所述含锂化合物，放入融合机中，设置转速在300r/min-4000r/min之间，融合时间在0.1小时-3小时之间，得到所述锰基预锂化材料；
所述高速混合法包括：按比例称取所述含锰化合物和所述含锂化合物，放入高速混合机中，设置转速在60r/min-2000r/min之间，进行高速剪切混合，混合的时间在0.1小时-5小时之间，得到所述锰基预锂化材料；
所述锰基预锂化材料的化学通式为:xLiaMnbOc·（1-x）LidY；其中,0＜x≤0.3，0≤a≤2，0＜b≤3，0＜c≤4，0＜d≤2，且a、b、c、d满足化学计量比；Y为阴离子，包括：OH-、CO3 2-、F-中的一种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锰基预锂化材料的脱锂容量在428.4mAh/g-750mAh/g之间，脱锂电压在2V-4.8V之间；
所述锰基预锂化材料的颗粒的粒径Dv50在200nm-30μm之间；
当所述锰基预锂化材料在电化学反应激活时，所述锰基预锂化材料中的锰元素催化电池中的锂盐发生脱锂反应并释放锂离子，和/或所述锰基预锂化材料中的锂元素发生脱锂反应并释放锂离子。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含锰化合物包括：一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰、锰酸锂、偏锰酸锂、亚锰酸锂中的一种或多种；
所述含锂化合物包括：氢氧化锂、碳酸锂、氟化锂中的一种或多种；
所述含锰化合物和所述含锂化合物的质量比为[0.01-4]：1。
6.一种电极片，其特征在于，所述电极片包括上述权利要求1-2任一所述的锰基预锂化材料。
7.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括上述权利要求6所述的电极片。
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