[發(fā)明專(zhuān)利]一種二氧化錳的制備方法及用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810508111.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108899481A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸群;張奎博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京長(zhǎng)城華冠汽車(chē)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 劉翔

本發(fā)明提供了一種二氧化錳的制備方法及用途。本發(fā)明提供的二氧化錳的制備方法，通過(guò)將二價(jià)錳鹽在絡(luò)合劑的作用下形成的Mn²⁺絡(luò)合沉淀物，再通過(guò)氧化劑將將Mn²⁺氧化為Mn⁴⁺，從而制得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的MnO₂，并對(duì)得到的MnO₂進(jìn)行熱處理以除去其中的吸附水和結(jié)合水，以保證其電化學(xué)性能，該制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，制備的二氧化錳為納米片狀結(jié)構(gòu)，用在電池正極正極材料的制備中不僅可以縮短鋰離子的擴(kuò)散通道，還可以增大其與電解液的接觸面積，從而有利于降低正極材料中活性物質(zhì)與電解液之間的接觸概率，可以有效抑制電解液對(duì)活性物質(zhì)的腐蝕作用，提高了正極改性材料的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種二氧化錳的制備方法及用途。

背景技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，人們的生活水平不斷提高，人類(lèi)社會(huì)對(duì)于能源的需求也隨之日益上升。然而煤、石油、天然氣等不可再生的化石能源已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求，并且燃燒化石燃料所造成的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，其中PM2.5最引人注目，許多城市霧霾嚴(yán)重，因此當(dāng)今社會(huì)的主要任務(wù)是尋找和發(fā)展高效環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的新能源。能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置稱(chēng)為化學(xué)電源，已經(jīng)受到諸多科研工作者的廣泛關(guān)注。其中，二次電池于1899年首次進(jìn)入大眾的視野，是一種新型的化學(xué)電源，實(shí)現(xiàn)了電能和化學(xué)能的可逆轉(zhuǎn)換，二次電池具有成本低、比能量高、效率高對(duì)環(huán)境友好以及循環(huán)性能良好等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

具有代表性的二次電池有鉛酸蓄電池，鎘鎳電池，鎳氫電池和鋰離子電池，相對(duì)于其他的二次電池，鋰離子電池因工作電壓高、能量密度大、倍率性能好、使用壽命長(zhǎng)以及對(duì)環(huán)境友好等眾多優(yōu)點(diǎn)，是目前綜合性能最為優(yōu)良的二次化學(xué)電源。近年來(lái)，鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，隨著電動(dòng)車(chē)(EV)和混合電動(dòng)車(chē)(HEV)的發(fā)展，高比能和高功率已成為今后鋰離子電池研究和發(fā)展的重要方向。正極材料作為鋰離子電池的關(guān)鍵部分，其研究與開(kāi)發(fā)顯得尤為迫切。

鋰離子電池LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂三元正極材料放電比容量高，但是在循環(huán)的過(guò)程中其容量衰減嚴(yán)重，現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)在其上包覆氧化物以緩解容量衰減現(xiàn)象，但是往往出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的不良后果。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提出了一種二氧化錳的制備方法及用途，旨在解決現(xiàn)有鋰離子電池正極改性材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

具體地，本發(fā)明第一方面提出了一種二氧化錳的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱(chēng)取適量錳鹽，加入到溶劑中，充分溶解，得到第一溶液。具體的，錳鹽可以為乙酸錳、四水合氯酸錳(MnCl₂·4H₂O)、七水合硫酸錳(MnSO₄·7H₂O)和六水合硝酸錳((Mn(NO₃)₂·6H₂O)中的至少一種，優(yōu)選的，錳鹽為乙酸錳，其價(jià)格低廉，易于獲得，并且與絡(luò)合劑的絡(luò)合反應(yīng)能進(jìn)行的更加徹底，反應(yīng)的副產(chǎn)物較少。具體實(shí)施時(shí)，可以選用去離子水作為溶劑溶解錳鹽，無(wú)毒且有利于減少反應(yīng)后的有機(jī)廢料；可以采用超聲震蕩、攪拌的方式將錳鹽充分的溶解在去離子水中。

(2)向所述第一溶液中加入適量絡(luò)合劑，使其與所述溶混合液中的錳鹽充分混合，得到第二混合液，并在溫度為(25-40)℃的條件下對(duì)所述第二混合液進(jìn)行攪拌。

具體的，絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸(EDTA)、羥乙二胺四乙酸(HEDTA)或二乙烯三胺五乙酸(DTPA)，優(yōu)選為乙二胺四乙酸(EDTA)，通過(guò)EDTA將乙酸錳完全沉淀在正極材料表面。優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為(30-35)℃，可以用水浴加熱并加入熱電偶保持反應(yīng)的溫度。