[發(fā)明專利]一種LiPmxMn2-xO4鋰離子電極材料及制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611171101.0
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN108206271A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳亞軍
• 申請（專利權(quán)）人: 吳亞軍
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/485;H01M10/0525;C01G45/00
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本發(fā)明公開一種LiPm_xMn_2?xO₄鋰離子電極材料及制備方法。該電極材料以化學(xué)純的碳酸鋰、電解二氧化錳、醋酸钷作為制備原料，按照LiPm_xMn_2?xO₄的原子比例配料，通過球磨、高溫煅燒固相法合成LiPm_xMn_2?xO₄鋰離子電極材料。制備的電極材料優(yōu)點是：成分均勻、電率高且制備工藝簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電極材料，特別涉及一種摻雜稀土的LiMn₂O₄鋰離子電極材料及其制備工藝，屬于電池電極材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著手機、筆記本電腦等產(chǎn)品的廣泛使用，鋰離子電池以優(yōu)異的性能在這類產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池使用以下反應(yīng)：Li+MnO₂=LiMnO₂，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高，所以鋰電池生產(chǎn)要在特殊的環(huán)境條件下進行。后來，日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池以其比能量高、工作電壓高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點，在便攜式電器和新型交通工具中得到普遍應(yīng)用。

正極材料由最初的金屬鋰到LiCoO₂，而現(xiàn)在最有可能替代LiCoO₂的是LiMn₂O₄。然而當(dāng)前最具有發(fā)展?jié)摿Φ氖窍⊥龄囯姵兀^稀土鋰電池就是在原鋰電池正極材料中摻雜稀土元素，有文獻指出，對LiMn₂O₄成分摻雜稀土元素，能有效改善循環(huán)性能，減緩了電極阻抗的增加。本發(fā)明以碳酸鋰、電解二氧化錳、醋酸钷為原料經(jīng)球磨、煅燒工藝固相法合成LiPm_xMn_2-xO₄ 電極材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種LiPm_xMn_2-xO₄鋰離子電極材料及其制備工藝。該制備工藝包括如下步驟：

⑴取適量化學(xué)純的碳酸鋰、電解二氧化錳、醋酸钷作為原料，按照LiPm_xMn_2-xO₄（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；

⑵將配好的原料混合物一起倒入球磨罐中，并添加適量的鋼球，在丙酮的保護下，用球磨機進行球磨；

⑶將球磨的合金微粉晾干；

⑷將晾干后的合金微粉在隔絕氧氣條件下高溫煅燒；

⑸煅燒后，收集粉末即得產(chǎn)品。

優(yōu)先地，在步驟⑴中，按照LiPm_xMn_2-xO₄（0.03≤X≤0.06）的原子比例配料。

優(yōu)先地，在步驟⑵中，球料比為10-20。

優(yōu)先地，在步驟⑵中，用行星式球磨機進行球磨的時間為20-40h。

優(yōu)先地，在步驟⑷中，高溫煅燒溫度為700-900℃，時間控制在10-20h。

本發(fā)明具有下列優(yōu)點和特性：

⑴制備的電極材料分均勻、導(dǎo)電率高；

⑵制備工藝簡單，流程短；

⑶條件控制簡單，易于實現(xiàn)工業(yè)化。

實施例一：