[發(fā)明專利]由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710277649.1 | 申請日： | 2017-04-25 |
| 公開（公告）號： | CN107086298B | 公開（公告）日： | 2020-04-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 胡國榮;彭忠東;杜柯;曹雁冰;王高峰 | 申請（專利權(quán)）人： | 中南大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/505 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 張偉;魏娟 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 層狀 富鋰錳基 尖晶石 型錳酸鋰 構(gòu)成 核殼異構(gòu) 鋰離子電池 復(fù)合 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
1)將鋰源和錳源混合均勻后，以1～5℃升溫速度升溫至400～500℃，保溫4～8h，繼續(xù)升溫至700～850℃，保溫10～15h，冷卻，研磨，即得尖晶石型錳酸鋰；
所述鋰源包括碳酸鋰和/或氫氧化鋰；
所述錳源包括碳酸錳、四氧化三錳、三氧化二錳、一氧化錳、二氧化錳中至少一種；
2)將所述尖晶石型錳酸鋰和聚乙烯吡咯烷酮超聲分散至水中后，加熱至30～100℃，并在速率為500～1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌條件下，加入錳源、鎳源和鈷源中至少一種與鋰源，持續(xù)攪拌、干燥，得到前驅(qū)體材料；或者，將錳源、鎳源、鈷源中至少一種與鋰源配成混合溶液，再加入所述尖晶石型錳酸鋰，加熱至30～100℃，在速率為500～1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌條件下攪拌均勻，烘干，得到前驅(qū)體材料；
2)中的鋰源包括硝酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰中至少一種；
2)中的錳源包括硫酸錳、硝酸錳、氯化錳、醋酸錳、草酸錳中至少一種；
2)中的鎳源包括硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳、草酸鎳中至少一種；
2)中的鈷源包括硫酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷、醋酸鈷、草酸鈷中至少一種；
3)所述前驅(qū)體材料置于600～850℃溫度下煅燒4～20h，研磨，即得；
所述由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料，由尖晶石型錳酸鋰LiMn2O4內(nèi)核和層狀富鋰錳基xLi2MnO3·(1–x)LiMO2外殼構(gòu)成核殼結(jié)構(gòu)；其中，0x≤1，M＝MnaNibCo1–a–b，0a1,0b1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于：所述尖晶石型錳酸鋰LiMn2O4內(nèi)核的粒徑為5～25μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于：所述層狀富鋰錳基xLi2MnO3·(1–x)LiMO2外殼的質(zhì)量百分比含量為1％～10％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于：
1)中的鋰源和錳源按Li/Mn的質(zhì)量比(1～1.1):1混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于：
所述尖晶石型錳酸鋰和聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為1:0.01～1:0.1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構(gòu)成的核殼異構(gòu)鋰離子電池復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于：所述超聲分散的時(shí)間為0.5～3h。
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