[發(fā)明專利]一種液態(tài)金屬?硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料及制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710160974.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN106920933A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶;王鐳迪;曾軍堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/505
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料的制備方法，其具體包括以下步驟：

（1）將納米硅粉和有機(jī)溶劑以摩爾比1:2-5混合攪拌得到溶液A；將正硅酸乙酯與有機(jī)溶劑按摩爾比1:2-3分散，在磁力攪拌下加入酸作為催化劑，得到溶液B；

（2）將溶液A與溶液B按體積比1:1-5充分混合，室溫下攪拌15-20小時(shí)，生成內(nèi)含納米硅的二氧化硅微球溶膠，溶于去離子水中，并在200-250W的功率下，超聲50-70min后，配置得到混合溶液I備用；

（3）按照Li元素和Mn元素的摩爾比為2：1的比例分別稱取鋰鹽和錳鹽，將鋰鹽和錳鹽溶解于蒸餾水中，得到溶液C；

（4）將步驟（1）中得到的混合溶液I滴加到溶液C中，使得Mn元素和Si元素的摩爾比為1 ：1，然后在室溫下磁力攪拌1h～5h，然后再在50～80℃下油浴加熱1.5h～4h，得到混合溶液II；

（5）混合溶液II置于80-90℃水浴中，并不斷攪拌得到凝膠，將所得凝膠置于100-120℃的烤箱中烘烤8h～15h，得到干凝膠，再充分研磨后干凝膠置于400-450℃充滿氦氣的管式爐中燒結(jié)3-6h，以除去多余的水蒸氣，冷卻研磨得硅酸錳鋰材料；

（6）取一定量的液態(tài)金屬氯化物制備成電鍍?nèi)芤?，將其置于一容器?nèi)，將步驟（5）得到的硅酸錳鋰材料浸入溶液中，將所述硅酸錳鋰材料與電化學(xué)工作站的工作電極相連，在高速分散條件下，采用循環(huán)伏安法在其表面上電鍍上液態(tài)金屬層，得到液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料；所述液態(tài)金屬氯化物電鍍液采用10～30g/L氯化鎵、10～30g/L氯化銦、10～30g/L氯化錫、30～40g/L 硼酸混合而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述酸為硝酸、冰醋酸和鹽酸中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）所述酸與正硅酸乙酯的質(zhì)量比為（0.1～1）：10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）步驟（1）中所述有機(jī)溶劑為乙醇和/或異丙醇。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）中所述鋰鹽為碳酸鋰、檸檬酸鋰和草酸鋰中的至少一種；所述錳鹽為乙酸錳、硝酸錳中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（4）中所述磁力攪拌的轉(zhuǎn)速為100r/min～200r/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（6）中所述電鍍條件為：pH為3～5，溫度在30～50℃，-1.0V，Ag/AgCl，3MKCl條件下在硅酸錳鋰材料表面電鍍鎵銦錫合金300～600s。

8.一種液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料，其特征在于：由權(quán)力要去1-7任一項(xiàng)所述的方法制備得到的液態(tài)金屬-硅酸錳鋰殼核結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料。