[發明專利]一種改性錳酸鋰正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310037838.3
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103094554A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 劉軍;劉偉;籍少敏;萬艷玲;周益春;薛冬峰
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

1.一種改性錳酸鋰正極材料，其特征在于，所述的改性錳酸鋰正極材料由空心的核殼狀球型顆粒構成，其中，空心的LiMn₂O₄納米球為核，LiNi_0.5Mn_1.5O₄層為殼；所述的球型顆粒比表面積為5~30m²/g，粒徑為2~5μm；所述LiMn₂O₄納米球空心的內徑為1~3μm，LiMn₂O₄層的厚度為240~640nm；所述LiNi_0.5Mn_1.5O₄層的厚度為60~160nm。

2.一種改性錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，將錳鹽溶液與碳酸鹽溶液混合制得固體碳酸錳；將制得的固體碳酸錳在氧化氣氛中經200~500℃焙燒后用酸溶液刻蝕，刻蝕后的固體分散在含有絡合劑的錳鹽和鎳鹽的混合溶液中，加熱到50~100℃反應后得到沉淀；將得到的沉淀在氧化氣氛中經200~500℃退火處理后與鋰源化合物按摩爾比2:1.0~1.2混合，在氧化氣氛中600~850℃燒結，即得。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述錳鹽溶液濃度為0.01~0.1mol/L；所述碳酸鹽溶液的濃度為0.1～10mol/L；所述的錳鹽溶液與碳酸鹽溶液等體積混合。

4.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述的刻蝕，酸溶液中氫離子的摩爾量為錳離子的1.5~6倍。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的酸溶液酸濃度為0.5~5mol/L；所述的酸溶液為鹽酸、硝酸、硫酸中的一種或幾種。

6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的錳鹽和鎳鹽的混合溶液中Mn²⁺:Ni²⁺摩爾比為3:1~1.1。

7.如權利要求2、3或6所述的制備方法，其特征在于，所述的錳鹽為硫酸錳、硝酸錳、氯化錳中的一種或幾種。

8.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，反應時間為5~20h；焙燒時間為1~5h；燒結時間為5~20h。

9.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的氧化氣氛為空氣、氧氣或含有氧氣的混合氣氛中一種；所述的鋰源化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、醋酸鋰中的一種或幾種；所述的碳酸鹽為碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫氨、碳酸銨中的一種或幾種；所述的絡合劑為聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇，聚乙二稀中的一種或幾種；所述的鎳鹽為硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳中的一種或幾種。

10.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，退火處理的時間為2~10h。