[發明專利]二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰及其制備方法

無效

• 申請號: 201010604852.3
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102412395A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 王張志;黃兵
• 申請（專利權）人: 無錫力泰能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/1391
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 史建群;蔡鳳苞

1.二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰，包括尖晶石錳酸鋰核和外包覆殼層，其特征在于所說包覆殼層依次為二氧化硅膜和外層的碳膜，成為尖晶石錳酸鋰—二氧化硅—碳三層核殼結構復合材料。

2.根據權利要求1所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰，其特征在于所說尖晶石型錳酸鋰分子式為Li_xM_yMn_2-yO₄，0.45≤x≤1.33，0≤y≤0.5，其中M為Mg²⁺、Ga²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Co³⁺、Cr³⁺和Fe³⁺中的至少一種。

3.根據權利要求1所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰，其特征在于包覆二氧化硅膜所用硅源為經溶膠-凝膠反應可得到二氧化硅的硅醇鹽或硅鹵化物。

4.根據權利要求1所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰，其特征在于包覆碳膜所用碳源為通用碳材料或者含碳有機化合物。

5.根據權利要求1、2、3或4所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰，其特征在于包覆的二氧化硅占本體尖晶石錳酸鋰的2-10wt%，包覆的碳最終占本體尖晶石錳酸鋰的2-10wt%。

6.根據權利要求5所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰，其特征在于包覆單殼層可以是全部包覆，也可以是不少于本體材料表面積50%的部分包覆，但至少保證尖晶石錳酸鋰核外形成的包覆殼層是完整的。

7.二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰制備方法，其特征在于先以包覆后二氧化硅占尖晶石錳酸鋰粉末2-10wt%所需硅醇鹽或硅鹵化物硅源，經溶膠-凝膠化和熱處理過程在尖晶石錳酸鋰表面形成二氧化硅膜，再與包覆后占尖晶石錳酸鋰粉末2-10wt%碳所需碳材料或含碳有機化合物碳源混合均勻，惰性氣氛下煅燒，固相包覆形成碳膜，獲得尖晶石錳酸鋰—二氧化硅—碳三層核殼結構復合材料。

8.根據權利要求7所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰制備方法，其特征在于溶膠-凝膠化溶解硅源采用乙醇、甲醇和丙酮等極性有機溶劑。

9.根據權利要求7所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰制備方法，其特征在于溶膠-凝膠化中用氨水調節pH6-10。

10.根據權利要求7所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰制備方法，其特征在于惰性氣氛下煅燒形成碳膜煅燒溫度為600～900℃。

11.根據權利要求7或10所述二次鋰離子電池用改性尖晶石錳酸鋰制備方法，其特征在于惰性氣氛下煅燒為恒溫煅燒。