CN103073062A - 用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法 - Google Patents

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王丹
王瑾
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Abstract

本发明提供一种用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将锂的化合物和乙酸锰，按照Li/Mn=1.8~2.2进行配料，再加入有机小分子碳源前驱体混合，在均匀的介质中球磨，烘干；其中，所述的有机小分子碳源前驱体的分子量为60-800；（2）将步骤（1）所得的混合反应物在400℃~800℃条件下保温2~30小时，得到用于锂离子二次电池的锰系正极材料。本发明采用高能球磨法混料，能够显著地提高反应物混合的均匀性，可以改善材料的颗粒形貌。此外，本发明提供Li2MnO3碳包覆的方法中添加的有机小分子碳源分解得到的颗粒可均匀分散于Li2MnO3颗粒表面和周围，有效地提高产物的电导率、循环及倍率性能。

Description

用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池电极材料的制备方法，特别是涉及一种用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法。 
背景技术
锂离子二次电池作为高比能量化学电源已经广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、摄像机、照相机、便携式仪器仪表等领域，迅速发展成为目前最重要的二次电池之一。目前实际应用的正极材料主要是钴酸锂、三元材料和磷酸铁锂。钴酸锂因为钴资源缺乏价格昂贵，另外钴酸锂还存在热稳定性差和安全问题，这些限制了其在锂离子电池中的大规模应用；三元材料价格也较高，且电压平台低、热稳定性差；磷酸铁锂导电性差且密度低。所以，锂离子电池的发展，需要寻找到质优、价廉的正极材料。所以具有成本低、资源丰富以及无毒等显著优点的锰系正极材料受到研究者的重视。但是由于锰系正极材料的循环性能较差，因此提高锰系正极材料的循环性能成为锂离子电池的研究热点。掺杂碳是提高电极材料的循环性能的一种重要途径。
本发明采用高温固相法制备掺杂碳的锂离子二次电池正极材料Li2MnO3，该制备方法简单，安全，原料来源广泛，成本低，可以实现工业化生产。 
发明内容
本发明提供一种改善锂离子电池锰系正极材料循环性能的制备方法。利用此法制备具有优异循环性能的锂离子二次电池正极材料Li2MnO3。
本发明提出一种用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将锂的化合物和乙酸锰，按照Li/Mn=1.8~2.2进行配料，再加入有机小分子碳源前驱体混合，在均匀的介质中球磨，烘干；其中，所述的有机小分子碳源前驱体的分子量为60-800；
（2）将步骤（1）所得的混合反应物在400℃~800℃条件下保温2~30小时，得到用于锂离子二次电池的锰系正极材料。
所述的锂的化合物为硝酸锂、碳酸锂、氯化锂、醋酸锂、柠檬酸锂、草酸锂、甲酸锂、乳酸锂、异丙醇锂中的一种或其组合。
所述的有机小分子碳源前驱体为葡萄糖、蔗糖、尿素、酒石酸、月桂酸、柠檬酸、草酸、葡萄糖酸、乙二胺四乙酸中的一种或其组合。
所述的球磨介质为水、乙醇、丙酮、乙醚中的一种或其组合；所述的烘干温度为60℃~200℃。
步骤（2）所述的烧结温度为400℃~800℃，烧结的升温速率为100~300℃/小时。
有益效果：
本发明采用高能球磨法混料，能够显著地提高反应物混合的均匀性，可以改善材料的颗粒形貌。此外，本发明提供Li2MnO3碳包覆的方法中添加的有机小分子碳源分解得到的颗粒可均匀分散于Li2MnO3颗粒表面和周围，有效地提高产物的电导率、循环及倍率性能。
附图说明
图1为本发明实施例1产物的XRD图。
具体实施方式
本发明下面通过具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。
实施例1：
按照摩尔比Li:Mn =2，称取10.7g的乙酸锰，4.45g的醋酸锂和0.79g蔗糖，加入到球磨罐中，随后加入50g的玛瑙球和100ml的无水乙醇，密封球磨罐，在球磨机上以400r/min的转速球磨10小时，得到混合均匀的混合浆料。将浆料转移到干燥皿中，放入烘箱中80℃烘干得到前驱体。将粉体放在管式炉内，在氩气保护下，以120℃/小时的升温速率升温至800℃保温15小时，自然冷却至室温后，得到包覆碳的Li2MnO3复合材料。图1为所得样品的XRD图。
实施例2：
按照摩尔比Li:Mn =1.9，称取10.7g的乙酸锰，4.23g的醋酸锂和1.4g葡萄糖，加入到球磨罐中，随后加入40g的玛瑙球和95ml的无水乙醇，密封球磨罐，在球磨机上以390r/min的转速球磨9小时，得到混合均匀的混合浆料。将浆料转移到干燥皿中，放入烘箱中80℃烘干得到前驱体。将粉体放在管式炉内，在氩气保护下，以140℃/小时的升温速率升温至550℃保温12小时，自然冷却至室温后，得到包覆碳的Li2MnO3复合材料。
实施例3：
按照摩尔比Li:Mn =2.1，称取10.7g的乙酸锰，4.68g的醋酸锂， 1.2g的葡萄糖和1.5g的柠檬酸，加入到球磨罐中，随后加入35g的玛瑙球和120ml的无水乙醇，密封球磨罐，在球磨机上以380r/min的转速球磨6小时，得到混合均匀的混合浆料。将浆料转移到干燥皿中，放入烘箱中80℃烘干得到前驱体。将粉体放在管式炉内，在氩气保护下，以150℃/小时的升温速率升温至500℃保温12小时，自然冷却至室温后，得到包覆碳的Li2MnO3复合材料。
实施例4：
按照摩尔比Li:Mn =2.2，称取10.7g的乙酸锰，4.90g的醋酸锂，1.5g的蔗糖和2.4g的草酸，加入到球磨罐中，随后加入35g的玛瑙球和120ml的无水乙醇，密封球磨罐，在球磨机上以300r/min的转速球磨8小时，得到混合均匀的混合浆料。将浆料转移到干燥皿中，放入烘箱中80℃烘干得到前驱体。将粉体放在管式炉内，在氩气保护下，以160℃/小时的升温速率升温至750℃保温12小时，自然冷却至室温后，得到包覆碳的Li2MnO3复合材料。
实施例5：
按照摩尔比Li:Mn =1.8，称取10.7g的乙酸锰，4.01g的醋酸锂， 1.2g的柠檬酸，加入到球磨罐中，随后加入50g的玛瑙球和100ml的无水乙醇，密封球磨罐，在球磨机上以350r/min的转速球磨12小时，得到混合均匀的混合浆料。将浆料转移到干燥皿中，放入烘箱中80℃烘干得到前驱体。将粉体放在管式炉内，在氩气保护下，以120℃/小时的升温速率升温至800℃保温20小时，自然冷却至室温后，得到包覆碳的Li2MnO3复合材料。 

Claims (5)

1.一种用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将锂的化合物和乙酸锰，按照Li/Mn=1.8~2.2进行配料，再加入有机小分子碳源前驱体混合，在均匀的介质中球磨，烘干；其中，所述的有机小分子碳源前驱体的分子量为60-800；
（2）将步骤（1）所得的混合反应物在400℃~800℃条件下保温2~30小时，得到用于锂离子二次电池的锰系正极材料。
2.根据权利要求1所述用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法，其特征在于，所述的锂的化合物为硝酸锂、碳酸锂、氯化锂、醋酸锂、柠檬酸锂、草酸锂、甲酸锂、乳酸锂、异丙醇锂中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法，其特征在于，所述的有机小分子碳源前驱体为葡萄糖、蔗糖、尿素、酒石酸、月桂酸、柠檬酸、草酸、葡萄糖酸、乙二胺四乙酸中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法，其特征在于，所述的球磨介质为水、乙醇、丙酮、乙醚中的一种或其组合；所述的烘干温度为60℃~200℃。
5.根据权利要求1所述用于锂离子二次电池的锰系正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的烧结温度为400℃~800℃，烧结的升温速率为100~300℃/小时。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103904321A (zh) * 2014-03-31 2014-07-02 华南理工大学 锂离子电池负极材料锰酸锂的高温固相制备方法
CN108666559A (zh) * 2018-07-27 2018-10-16 桑顿新能源科技有限公司 氮掺杂碳包覆的nca正极材料及锂离子电池与制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0227660A (ja) * 1988-07-18 1990-01-30 Sanyo Electric Co Ltd 非水系二次電池
CA2578870A1 (en) * 2004-09-03 2006-03-16 The University Of Chicago Manganese oxide composite electrodes for lithium batteries
CN101635352A (zh) * 2009-07-20 2010-01-27 万向电动汽车有限公司 一种碳包覆锂离子电池正极材料的制备方法
CN102074686A (zh) * 2010-12-16 2011-05-25 广州市香港科大霍英东研究院 锂离子电池正极材料磷酸锰锂/碳的合成方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0227660A (ja) * 1988-07-18 1990-01-30 Sanyo Electric Co Ltd 非水系二次電池
CA2578870A1 (en) * 2004-09-03 2006-03-16 The University Of Chicago Manganese oxide composite electrodes for lithium batteries
CN101635352A (zh) * 2009-07-20 2010-01-27 万向电动汽车有限公司 一种碳包覆锂离子电池正极材料的制备方法
CN102074686A (zh) * 2010-12-16 2011-05-25 广州市香港科大霍英东研究院 锂离子电池正极材料磷酸锰锂/碳的合成方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALASTAIR D. ROBERTSON ET AL.: "Mechanism of Electrochemical Activity in Li2MnO3", 《CHEM. MATER. 》 *
刘怡等: "纳米结构Li2MnO3电极材料的合成与电化学性能表征", 《中国有色金属学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103904321A (zh) * 2014-03-31 2014-07-02 华南理工大学 锂离子电池负极材料锰酸锂的高温固相制备方法
CN103904321B (zh) * 2014-03-31 2016-06-22 华南理工大学 锂离子电池负极材料锰酸锂的高温固相制备方法
CN108666559A (zh) * 2018-07-27 2018-10-16 桑顿新能源科技有限公司 氮掺杂碳包覆的nca正极材料及锂离子电池与制备方法

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