[發明專利]一種高性能鋰離子電池正極材料LiMBO3@C復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410119464.4
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103887496A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 徐立強;李愛華
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/36
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 朱家富

1.一種高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將鋰源Li，過渡金屬源M，硼源B和聚合物單體按鋰源Li：過渡金屬源M：硼源B：聚合物單體=（1～1.1）:1:1:（1～3）的摩爾比混合并加水攪拌均勻，于70～95℃水浴中加熱，不斷攪拌下加入引發劑，所述的引發劑的加入量為聚合物單體質量的0.04～8%，持續攪拌加熱1～3小時至粘稠狀，制得粘稠物；

（2）將步驟（1）制得的粘稠物轉移至烘箱中于100～120℃烘干4～6小時，研磨制得LiMBO₃@C前驅體粉末；

（3）將步驟（2）制得的LiMBO₃@C前驅體粉末置于管式爐中在惰性氣氛中，所述的惰性氣氛為Ar/CO混合氣體、Ar/H₂混合氣體、氬氣或氮氣，逐漸加熱至450-800℃煅燒5～7小時，即得高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料。

2.根據權利要求1所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的鋰源Li為氫氧化鋰，碳酸鋰，硝酸鋰，氯化鋰，氟化鋰，醋酸鋰，草酸鋰，偏硼酸鋰的一種或任意兩種或兩種以上的組合，進一步優選的，所述的鋰源Li為氫氧化鋰或碳酸鋰。

3.根據權利要求1所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的過渡金屬源M為錳源或鋅源。

4.根據權利要求4所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，所述的錳源為碳酸錳，硝酸錳溶液，乙酸錳，二氧化錳，三氧化二錳，氧化亞錳，羥基氧化錳，H₂Mn₈O₁₆﹒2.4H₂O的一種或任意兩種或兩種以上的組合；鋅源為硝酸鋅，氧化鋅，硫酸鋅，乙酸鋅，氯化鋅中的一種或任意兩種或兩種以上的組合。

5.根據權利要求5所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，錳源為碳酸錳或硝酸錳；鋅源為硝酸鋅或氧化鋅。

6.根據權利要求1所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，所述的硼源為硼酸，硼酸銨，偏硼酸鋰，氧化硼的一種或任意兩種或兩種以上的組合，進一步優選的，所述硼源為硼酸或硼酸銨。

7.根據權利要求1所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，所述的聚合物單體為甲基丙烯酸，丙烯酸，丁烯酸中的一種或任意兩種或兩種以上的組合，進一步優選的，聚合物單體為甲基丙烯酸或丙烯酸。

8.根據權利要求1所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，所述的引發劑為硫酸鈉，過硫酸鉀，過硫酸銨，過硫酸鈉、硫酸氫鈉中的一種或任意兩種或兩種以上的組合，所述硫酸鈉，過硫酸鉀，過硫酸銨，過硫酸鈉、硫酸氫鈉的質量濃度均為5%。

9.根據權利要求1所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中水的加入量與鋰源Li的體積摩爾比為（1～3）：1，單位L/mol。

10.根據權利要求1所述的高性能鋰離子正極材料LiMBO₃@C復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中的升溫速率為2～10℃/min，當過渡金屬源M為錳源，所述的惰性氣氛優選體積比95:5的Ar/CO混合氣體，或體積比95:5的Ar/H₂混合氣體；當過渡金屬源M為鋅源，所述的惰性氣氛為純度為99.999%氬氣或氮氣。