[發(fā)明專(zhuān)利]一種LiNi0.5Mn1.5O4的制備方法無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201010564072.0 | 申請(qǐng)日： | 2010-11-29 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN102479941A | 公開(kāi)（公告）日： | 2012-05-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賀詩(shī)詞;劉冰;張茜;汝坤林;鄭軍偉;李德成 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 蘇州大學(xué);輕工業(yè)化學(xué)電源研究所 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M4/1391 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M4/1391 |
| 代理公司： | 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227 | 代理人： | 常亮;李辰 |
| 地址： | 215123 江蘇省蘇*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 lini sub 0.5 mn 1.5 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及二次電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種LiNi0.5Mn1.5O4的制備方法。
背景技術(shù)
近年來(lái)，隨著資源的日益枯竭和全球氣候變暖等問(wèn)題的突顯，綠色低碳的生活方式受到了倡導(dǎo)。其中，發(fā)展電動(dòng)車(chē)及混合電動(dòng)車(chē)來(lái)部分代替消耗化石燃料的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)是解決能源危機(jī)及環(huán)境惡化的主要方法之一。驅(qū)動(dòng)電源是影響電動(dòng)車(chē)推廣使用的關(guān)鍵部件，如今廣泛使用的驅(qū)動(dòng)電源包括鉛酸電池，鎳氫/鎳鎘、鋰離子電池等。在各種驅(qū)動(dòng)電源中，鋰離子電池由于具有能量密度高，循環(huán)性好，自放電率低、使用壽命長(zhǎng)和環(huán)境負(fù)擔(dān)小等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的研究。
鋰離子電池中使用的正極材料包括鈷酸鋰正極材料、鎳鈷酸鋰正極材料、磷酸鹽體系正極材料、錳酸鋰正極材料和LiNi0.5Mn1.5O4等。鈷酸鋰正極材料存在成本高、廢棄后污染環(huán)境、安全性能較差等問(wèn)題；鎳鈷酸鋰容量比鈷酸鋰有所提高，但合成成本高，過(guò)充電時(shí)存在安全問(wèn)題；磷酸鹽體系可降低成本，具有充電穩(wěn)定性和安全性?xún)?yōu)勢(shì)，但能量密度低，電子導(dǎo)電性差，并且制備工藝復(fù)雜；錳酸鋰LiMn2O4具有安全性好、價(jià)格低，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)；LiNi0.5Mn1.5O4與錳酸鋰晶體結(jié)構(gòu)相同，具有安全性高、倍率特性好的優(yōu)點(diǎn)，并且，其工作電壓為4.7V，高于錳酸鋰，具有更高的功率密度，在鋰離子電池正極材料方面具有良好的應(yīng)用前景。
目前，鋰離子電池正極材料LiNi0.5Mn1.5O4的合成方法主要為直接將Li源、鎳源和錳源通過(guò)球磨等方法混合后，在700℃以上燒結(jié)，得到LiNi0.5Mn1.5O4。利用上述方法制備的LiNi0.5Mn1.5O4通常包含有NiO、Li1+xNi1-xO2等雜相，合成的LiNi0.5Mn1.5O4的純度較低，導(dǎo)致鋰離子電池的比容量較低；并且，在700℃以上燒結(jié)時(shí)會(huì)導(dǎo)致LiNi0.5Mn1.5O4產(chǎn)生氧缺陷，從而帶來(lái)一定量的Mn3+離子，降低了鋰離子電池的循環(huán)壽命。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種LiNi0.5Mn1.5O4的制備方法，該方法制備的LiNi0.5Mn1.5O4純度較高，氧缺陷較少。
本發(fā)明提供一種LiNi0.5Mn1.5O4的制備方法，包括：
步驟a)將鎳源化合物和錳源化合物在溶劑中混合，干燥；
步驟b)將步驟a)干燥后的混合物在900～1000℃下煅燒，得到鎳錳氧化物前驅(qū)體；
步驟c)將所述鎳錳氧化物前驅(qū)體與鋰源化合物混合，在700～750℃燒結(jié)；
步驟d)將所述步驟c燒結(jié)后的產(chǎn)物在氧氣氣氛中退火，得到LiNi0.5Mn1.5O4。
優(yōu)選的，所述步驟d)中退火溫度為450～550℃。
優(yōu)選的，所述步驟d)中退火時(shí)間為5～40小時(shí)。
優(yōu)選的，所述步驟b)中煅燒的溫度為900℃。
優(yōu)選的，所述步驟c)中燒結(jié)時(shí)間為5～40小時(shí)。
優(yōu)選的，所述鎳源化合物為碳酸鎳、醋酸鎳或硝酸鎳。
優(yōu)選的，所述錳源化合物為碳酸錳、醋酸錳或硝酸錳。
優(yōu)選的，所述鋰源化合物為碳酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰或醋酸鋰。
優(yōu)選的，所述鋰源化合物、鎳源化合物和錳源化合物的摩爾比為0.95～1.1∶0.45～0.55∶1.45～1.55。
優(yōu)選的，所述LiNi0.5Mn1.5O4的放電比容量為110～130毫安小時(shí)/克。
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