[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極材料及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910467909.0 | 申請(qǐng)日： | 2019-05-31 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN110085859B | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-05-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 彭濤;羅永松;郭威;陸陽(yáng);張英歌;郭燕;王彥鴿;王陽(yáng)博 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 信陽(yáng)師范學(xué)院 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/505 | 分類號(hào)： | H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00 |
| 代理公司： | 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230 | 代理人： | 郭雪麗 |
| 地址： | 464000 *** | 國(guó)省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋰離子電池 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)一種鋰離子電池正極材料及其制備方法，該鋰離子電池正極材料為具有微米尺度空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4材料，其在具有高能量密度的同時(shí)，還具有良好的循環(huán)性能和倍率性能。其制備方法包括如下步驟：(1)將四水醋酸錳和四水醋酸鎳依次加入無(wú)水乙醇中，水浴條件下溶解；將溶解完成后所得溶液倒入水熱釜中，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到前驅(qū)體；(2)將二水醋酸鋰溶于前驅(qū)體溶液中，加熱、攪拌蒸發(fā)，煅燒所得產(chǎn)物，得到具有微米尺度空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4。該方法通過(guò)控制反應(yīng)原料比和反應(yīng)溫度，最終可制得尺寸均勻、結(jié)晶度高的空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4，另外，該方法簡(jiǎn)單、易于操作、成本低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料，特別涉及一種具備空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料LiNi0.5Mn1.5O4及其制備方法，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
鋰離子電池是一種二次電池，在生產(chǎn)生活過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用。隨著便攜式電子器件，尤其是電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，人們對(duì)鋰離子電池的能量密度、循環(huán)壽命和倍率性能提出了更高的要求。
LiNi0.5Mn1.5O4有較高的能量密度，然而其倍率性能和循環(huán)性能還有待提高?；诖?，提高其倍率性能和循環(huán)性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和商業(yè)價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋰離子電池正極材料，并提供了一種該鋰離子電池正極材料的制備方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種鋰離子電池正極材料，為具有微米尺度空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4材料，該結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4材料在擁有高能量密度的同時(shí)，還表現(xiàn)出良好的倍率性能和循環(huán)壽命。
本發(fā)明所述的一種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)將四水醋酸錳和四水醋酸鎳依次加入無(wú)水乙醇中，水浴條件下溶解；將溶解完成后所得溶液倒入水熱釜中，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到前驅(qū)體；
(2)將二水醋酸鋰溶于前驅(qū)體溶液中，加熱、攪拌蒸發(fā)，對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行煅燒，得到具有微米尺度空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4。
該方法中，原料的加入量滿足如下關(guān)系：四水醋酸錳、四水醋酸鎳與二水醋酸鋰的摩爾比為3：1：2。
步驟(1)中，四水醋酸錳和四水醋酸鎳溶解的水浴溫度越高，所得前驅(qū)體越容易團(tuán)聚，且尺度越小，不利于空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的形成，較優(yōu)的，控制四水醋酸錳和四水醋酸鎳溶解的水浴溫度≤35℃，該溫度范圍內(nèi)均可制備出微米尺度空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4；該溫度最好為35℃，隨水浴溫度的降低，溶劑熱反應(yīng)所得到的產(chǎn)物的量會(huì)相應(yīng)降低。
進(jìn)一步的，溶解后，溶劑熱反應(yīng)條件優(yōu)選為：反應(yīng)溫度85～120℃，反應(yīng)時(shí)間12小時(shí)；其中，反應(yīng)溫度最好為115℃。
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