CN102903905A - 锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法 - Google Patents

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杨克涛
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Abstract

本发明涉及锂离子电池正极材料的制造技术，涉及一种锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法。该方法包括以下步骤：a.称取Zn(CH3COO)2,Li2CO3,Mn(CH3COO)2材料，并混合均匀；b.将材料加入适量无水乙醇放入球磨机进行湿法球磨。c.将球磨后的混合物在70－80℃条件下鼓风烘干，然后再在马弗炉中380－420℃煅烧2－3h。d.将煅烧后的材料经研磨均匀，在马弗炉中进行二次煅烧，640－660℃保持18－20h，然后随炉冷却到室温；e.将二次煅烧后的材料进行破碎过筛后得到具有尖晶石结构的LiMn1.97Zn0.03O4颗粒产物。本发明通过高温固相法对尖晶石锰酸锂正极材料进行掺杂改性，有效提高了正极材料的容量和循环性能。

Description

锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料的制造技术，涉及一种锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法。
背景技术
尖晶石锰酸锂是已知的锂离子电池正极材料，作为锂离子电池正极材料，其存在着循环性较差的缺陷，不能满足高性能锂电池的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种容量高、循环性好的锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法。
本发明的锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法包括以下步骤：
a.按摩尔比Zn:Li:Mn=0.03:1:1.97称取Zn(CH3COO)2,Li2CO3,Mn(CH3COO)2材料，并混合均匀；
b.将混匀后的上述材料加入适量无水乙醇放入球磨机进行湿法球磨；
c.将球磨后的混合物在70－80℃条件下鼓风烘干，然后再在马弗炉中380－420℃煅烧2－3h；
d.将煅烧后的材料经研磨均匀，在马弗炉中进行二次煅烧，640－660℃保持18－20h，然后随炉冷却到室温；
e.将二次煅烧后的材料进行破碎过筛后得到具有尖晶石结构的LiMn1.97Zn0.03O4颗粒产物。
所述步骤b中，球磨速度为200－220r/min，球磨时间3－5小时。
本发明通过高温固相法对尖晶石锰酸锂正极材料进行掺杂改性，有效提高了正极材料的容量和循环性能。
具体实施方式
本发明方法的实施例的步骤如下：
1).按摩尔比Zn:Li:Mn=0.03:1:1.97称取Zn(CH3COO)2,Li2CO3,Mn(CH3COO)2材料，并混合均匀，。
2).将混匀后的上述材料加入适量无水乙醇放入球磨机进行湿法球磨，球磨速度为220r/min，球磨时间4小时。
3).将球磨后的混合物在80℃条件下鼓风烘干，然后再在马弗炉中400℃煅烧2.5h。
4).将煅烧后的材料经研磨均匀，在马弗炉中进行二次煅烧，650℃保持20h，然后随炉冷却到室温。
5).将二次煅烧后的材料进行破碎过筛后得到具有尖晶石结构的LiMn1.97Zn0.03O4颗粒产物。
最终产品指标如下：
1.颗粒大小分布比较明显，材料粒径大小约在1-3μm，说明锌的掺杂起到了细化晶粒的作用。
2.正极材料的粉末颗粒压实密度约为2.45g/cm3
3.用金属锂做参考电极，放电平均电压在3.8V左右
5.初次放电容量约122mAh/g,100次充放电循环以后还保佑初次容量的95%以上。

Claims (2)

1.一种锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤，
a.按摩尔比Zn:Li:Mn=0.03:1:1.97称取Zn(CH3COO)2,Li2CO3,Mn(CH3COO)2材料，并混合均匀；
b.将混匀后的上述材料加入适量无水乙醇放入球磨机进行湿法球磨；
c.将球磨后的混合物在70－80℃条件下鼓风烘干，然后再在马弗炉中380－420℃煅烧2－3h；
d.将煅烧后的材料经研磨均匀，在马弗炉中进行二次煅烧，640－660℃保持18－20h，然后随炉冷却到室温；
e.将二次煅烧后的材料进行破碎过筛后得到具有尖晶石结构的LiMn1.97Zn0.03O4颗粒产物。
2.根据权利要求1所述的锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法，其特征是：步骤b中，球磨速度为200－220r/min，球磨时间3－5小时。
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