CN104425811A - 一种掺杂的锂镍锰氧材料及其制备方法、锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种掺杂的锂镍锰氧材料及其制备方法、锂离子电池，该方法包括以下步骤：（1）将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于需要掺杂的金属M的金属盐溶液中，取出干燥，得到前驱体；（2）将前驱体在惰性气氛下灼烧得到掺杂的锂镍锰氧材料。该制备方法制备的掺杂的锂镍锰氧材料做为正极材料，具有较好的导电性、容量保持率和倍率性能。该制备方法的制备工艺简单，制备的产品均匀性好，易于工业化生产。本制备方法使掺杂材料进入活性材料锂镍锰氧材料的晶格，达到了在锂镍锰氧材料内部掺杂的目的。同时降低了活性材料锂镍锰氧材料表面的包覆的掺杂材料的厚度，即可减少包覆的掺杂材料的用量，也可减少锂离子进出正极活性材料的阻力。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种掺杂的锂镍锰氧材料及其制备方法、锂离子电池。
背景技术
近年来，随着能源环境问题的日益严重以及电子产品轻型化的要求，人们对锂离子电池的研究不断深入。目前常用的商业化的锂离子电池正极材料主要有以下几类：钴酸锂材料、锰酸锂材料、锂镍锰氧材料。钴酸锂(LiCoO2)材料价格较高、其制备所用的原料有毒性，人们一直努力开发其替代品；锰酸锂(LiMn2O4)材料由于价格低廉、无毒而受到人们的关注；向锰酸锂材料中加入含镍的化合物可得到锂镍锰氧(LiNi0.5Mn1.5O4)材料，LiNi0.5Mn1.5O4材料的充放电过程中的电压平台主要在4.7V的平台，其理论容量高达146.7mAh/g，具有较高的能量密度、较高的比功率，因而成为当今锂离子电池正极材料研究的热点。
虽然LiNi0.5Mn1.5O4材料作为正极材料具有很多优点，但其充放电过程中电压较高（5v左右），在放电过程中会导致Mn3+发生歧化反应，生成的Mn2+溶于电解液中，Mn2+并扩散到负极碳材料表面，导致电池材料的不可逆容量损失进而影响电池效率。当使用LiNi0.5Mn1.5O4材料作为正极材料的电池体系使用LiFP6电解质的电解液时，在高温下（55℃～65℃）电解液中少量的H2O与锂盐反应生成HF，HF与LiNi0.5Mn1.5O4发生反应，导致Mn2+溶解，且LiNi0.5Mn1.5O4还具有催化电解液分解的作用，加剧了电池性能的衰降，使得电极表面处的电解液不停地被氧化分解而沉积于电极表面，这样会阻碍锂离子脱嵌，导致电池正极材料的循环性能差、容量衰减，限制了其商业化应用。
现有技术中，对于锂镍锰氧(LiNi0.5Mn1.5O4)材料的掺杂改性是将掺杂材料在LiNi0.5Mn1.5O4材料制备过程的混料阶段同时添加进去，这样所制备的掺杂的锂镍锰氧材料为体相掺杂的材料，由于体相掺杂将掺杂材料与LiNi0.5Mn1.5O4材料是在固相状态进行混合的，所以体相掺杂的过程中消耗的掺杂材料较多，且掺杂材料的损失较大。体相掺杂过程中主要是指掺杂材料与作为活性材料的锂镍锰氧(LiNi0.5Mn1.5O4)材料通过固体直接混合，然后高温烧结，没有形成良好的接触，所以掺杂材料使用量大，影响活性材料的容量发挥。
而传统的对于锂镍锰氧(LiNi0.5Mn1.5O4)材料的包覆改性旨在减少锂镍锰氧(LiNi0.5Mn1.5O4)材料作为正极材料时，其与电解液的直接接触面积，从而抑制副反应的发生，其特点为包覆材料（如金属氧化物）仅包裹在锂镍锰氧(LiNi0.5Mn1.5O4)材料颗粒的表面，可能会影响电池的脱嵌锂，并降低正极材料的放电容量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种掺杂的锂镍锰氧材料及其制备方法、锂离子电池，该制备方法，达到了在锂镍锰氧材料内部掺杂的目的，同时降低了活性材料锂镍锰氧材料表面的包覆的掺杂材料的厚度。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于需要掺杂的金属M的金属盐溶液中，取出干燥，得到前驱体；
（2）将所述前驱体在惰性气氛下灼烧得到掺杂的锂镍锰氧材料。
优选的是，所述LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为0.2～1.0m2/g。
优选的是，所述LiNi0.5Mn1.5O4材料的粒径为3～30μm。
优选的是，所述掺杂的锂镍锰氧材料中的金属M原子的含量为x，其中0<x≤2wt%。
优选的是，所述金属盐溶液为铬盐溶液、铝盐溶液、镁盐溶液、铁盐溶液中的一种或几种。
优选的是，所述金属盐溶液的溶剂为有机溶剂和水的混合溶剂。有机溶剂和水的混合溶液有利于将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于金属M的金属盐溶液后的干燥步骤。
优选的是，所述金属盐溶液中的金属盐的浓度为1～80mM。
优选的是，所述步骤（1）中的所述将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于需要掺杂的金属M的金属盐溶液中具体为：将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于需要掺杂的金属M的金属盐溶液中进行超声分散，其中，超声波的声强为30～120W/cm2。
优选的是，所述超声分散时进行加热，加热温度为50～120℃，加热时间为2～12h。
优选的是，所述步骤（2）中的所述灼烧的温度为500～950℃，所述灼烧的时间为1～44h。
优选的是，所述步骤（2）中的灼烧的具体条件为：以0.5℃/min～10℃/min的速度升温到650～950℃，并保温煅烧1h～20h，然后以1℃/min～10℃/min的速度降温至500～700℃，退火1h～24h，自然冷却到室温，得到所述掺杂的锂镍锰氧材料。
本发明还提供一种掺杂的锂镍锰氧材料，其由上述的方法制备。
本发明还提供一种锂离子电池，其正极包括上述掺杂的锂镍锰氧材料。
本发明中的制备方法制备的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料做为正极材料，具有较好的导电性、容量保持率和倍率性能。该制备方法的制备工艺简单，制备的产品均匀性好，易于工业化生产。本制备方法通过在液相环境下将掺杂材料与活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料充分混合，然后在高温环境下将两种材料融合，使掺杂材料进入活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的晶格，形成结构稳定性好的固溶体，达到了在锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料内部掺杂的目的。同时降低了活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料表面的包覆的掺杂材料的厚度，即可减少包覆的掺杂材料的用量，也可减少锂离子进出正极活性材料的阻力，减少锂离子穿越的路径，有利于电池性能发挥，提高了材料的电化学活性，同时也减少了活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料与电解液的直接接触面积，从而抑制副反应。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
对比例
本对比例提供一种锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，具体采用高温固相法合成，包括以下步骤：
按照Li∶Ni∶Mn=1.03∶0.5∶1.5的化学计量比分别称取碳酸锂、氧化镍、氧化锰，其中Li过量3%是为了补偿其在高温下的少量挥发。将上述各化合物均加入到行星式球磨机，再加入乙醇，固体与乙醇的用量比例为1.3mL/g，以400r/min的转速球磨6h。取出干燥后以4℃/min升温速度加热到500℃保温8h；再以5℃/min升温速度加热到850℃煅烧14h；最后以5℃/min的降温速度降至600℃退火12h。自然降温至室温，即得到以下各实施例中使用的LiNi0.5Mn1.5O4材料。
电池极片的制备与测试方法：
将锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF（聚偏氟乙烯）按照质量比8：1：1混合均匀，用NMP（1-甲基-2-吡咯烷酮）将此混合物调制成浆料，均匀涂覆于铝箔上，放入烘箱中，在80～120℃下烘干1h，取出冲成极片，再在85℃真空干燥12h，进行压片，然后再在85℃真空干燥12h，制得实验电池用极片。以锂片为对电极，电解液为1.2mol/L的LiPF6的EC（乙基碳酸酯）+DMC（二甲基碳酸酯）（体积比1:1）溶液，隔膜为celgard2400膜，在充满氩气气氛的手套箱内装配成CR2025型扣式电池。
对该扣式电池进行首次充放电比容量测试：第1～4次充放电循环过程中的充放电电流为0.1C，第5～9次充放电循环过程中的充放电电流为0.2C，第10～30次充放电循环过程中的充放电电流为0.5C，第31～100次充放电循环过程中的充放电电流为1C（1C=130mA/g），充放电截至电压为3.5～4.9V。将得到的放电循环测试数据列于下述实施例2后的表1中。
通过本方法制得的LiNi0.5Mn1.5O4材料的粒径在5～30μm；当然，通过调整制备中使用的工艺参数，可以改变LiNi0.5Mn1.5O4材料的粒径。
显然，对比例中的LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法只是其已知制备方法中的一种，而不应视为对本发明中使用的LiNi0.5Mn1.5O4材料的限定；本发明中使用的LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备参数可与对比例不同，或者本发明也可使用由共沉淀法、复合碳酸盐法、溶胶-凝胶法、熔盐法、乳液干燥法、超声喷雾高温分解法、流变相法等其他已知的方法制备的LiNi0.5Mn1.5O4材料。
实施例1
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将0.15g硫酸铬分散于100ml乙醇和蒸馏水的混合溶液中（其中，乙醇与蒸馏水的体积比为4:1），待硫酸铬充分溶解后，再加入9.85g的LiNi0.5Mn1.5O4材料。经超声分散1h后，在85℃的水浴内加热搅拌4h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体以5℃/min升温速度加热到900℃煅烧18h；最后以10℃/min的降温速度降至600℃退火12h。自然冷却至室温，研磨粉碎后，即获得掺杂有铬的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
本实施例中对于锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的掺杂主要是通过将锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料放入掺杂材料的溶液中，使得掺杂材料扩散到锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料中，且锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料对溶液中掺杂材料的扩散的离子进行充分的吸附，然后通过高温烧结，通过扩渗的方法得到掺杂的锂镍锰氧材料。该方法得到的材料不仅提升了材料表面的结构稳定性，抑制了掺杂的锂镍锰氧材料作为正极材料时与电解液在界面处发生副反应。与现有技术中的体相掺杂相比，本实施例中的制备方法大大减少了掺杂材料的用量，且作为活性物质的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料与掺杂材料在液相的环境下实现了充分的接触，掺杂进料进入到了活性物质的内部，得到了混合均匀的前驱体，从而使得高温烧结后得到的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的产品的均匀性良好。由于作为活性物质的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料与掺杂材料在液相的环境下实现了充分的接触，也相当于将掺杂材料直接或主要作用于作为活性物质的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的表面，其效果相当于在作为活性物质的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的颗粒表面包覆了结构稳定性更佳的保护层。
按照对比例中制备扣式电池的方法，使用本实施例的方法制备的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料制成扣式电池，对该扣式电池进行首次充放电比容量测试：第1～4次充放电循环过程中的充放电电流为0.1C，第5～9次充放电循环过程中的充放电电流为0.2C，第10～30次充放电循环过程中的充放电电流为0.5C，第31～100次充放电循环过程中的充放电电流为1C（1C=130mA/g），充放电截至电压为3.5～4.9V。
本实施例中的电池的测试条件与对比例中的电池的测试条件均相同，将得到的放电循环测试数据列于下述实施例2后的表1中。由表1中的数据可以看出，本实施例中的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料制成扣式电池相对于对比例中的电池的首次效率和循环性能均有较大的提升，采用本实施例中的材料作为正极材料的电池的电化学性能可以明显改善。
该制备方法制备的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料做为正极材料，具有较好的导电性、容量保持率和倍率性能。该制备方法的制备工艺简单，制备的产品均匀性好，易于工业化生产。本制备方法通过在液相环境下将掺杂材料与活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料充分混合，然后在高温环境下将两种材料融合，使掺杂材料进入活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的晶格，形成结构稳定性好的固溶体，达到了在锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料内部掺杂的目的。同时降低了活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料表面的包覆的掺杂材料的厚度，即可减少包覆的掺杂材料的用量，也可减少锂离子进出正极活性材料的阻力，减少锂离子穿越的路径，有利于电池性能发挥，提高了材料的电化学活性，同时也减少了活性材料锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料与电解液的直接接触面积，从而抑制副反应。
实施例2
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将0.10g硝酸铝分散于150ml乙醇和蒸馏水的混合溶液中（其中，乙醇与蒸馏水的体积比为1:1），待硝酸铝充分溶解后，再加入19.90g的LiNi0.5Mn1.5O4材料。经超声分散4h后，在55℃的水浴加热搅拌12h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体干燥后以10℃/min升温速度加热到950℃煅烧10h；最后以5℃/min的降温速度降至550℃退火6h。自然冷却至室温，研磨粉碎后，即获得掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料，该掺杂有铝的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料中的金属铝原子的含量为1wt%。
按照对比例中制备扣式电池的方法，使用本实施例的方法制备的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料制成扣式电池，对该扣式电池进行首次充放电比容量测试：第1～4次充放电循环过程中的充放电电流为0.1C，第5～9次充放电循环过程中的充放电电流为0.2C，第10～30次充放电循环过程中的充放电电流为0.5C，第31～100次充放电循环过程中的充放电电流为1C（1C=130mA/g），充放电截至电压为3.5～4.9V。
本实施例中的电池的测试条件、实施例1中的电池的测试条件与对比例中的电池的测试条件均相同，将得到的放电循环测试数据列于下述表1中。由表1中的数据可以看出，本实施例中的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料制成扣式电池相对于对比例中的电池的首次效率和循环性能均有较大的提升，采用本实施例中的材料作为正极材料的电池的电化学性能可以明显改善。
表1.对比例、实施例1、实施例2所制备的材料做成的电池的放电循环测试数据
实施例3
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将硫酸镁分散于乙醇溶液中，乙醇溶液中的硫酸镁的浓度为80mM，再加入LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为0.2m2/g，粒径为3μm。经声强为30W/cm2的超声波分散4h后，在120℃的水浴加热搅拌2h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体在800℃下灼烧2h，研磨粉碎后，即获得掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料，该掺杂有镁的锂镍锰氧材料LiNi0.5Mn1.5O4中的金属镁原子的含量为0.1wt%。
本实施例通过上述的方法得到了一种掺杂的锂镍锰氧材料LiNi0.5Mn1.5O4。
本实施例还提供一种锂离子电池，其正极含有上述的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
实施例4
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将硝酸铁分散于甲醇溶液中，甲醇溶液中的硝酸铁的浓度为40mM，再加入LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为1m2/g，粒径为30μm。经声强为60W/cm2的超声波分散4h后，在50℃的水浴加热搅拌12h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体在600℃下灼烧20h，研磨粉碎后，即获得掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料，该掺杂有铁的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料中的金属铁原子的含量为0.3wt%。
本实施例通过上述的方法得到了一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
本实施例还提供一种锂离子电池，其正极含有上述的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
实施例5
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将硫酸铬分散于乙醇和水的混合溶液中（其中，乙醇与水的体积比为1:3），硫酸铬的浓度为1mM，再加入LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为0.6m2/g，粒径为20μm。经声强为80W/cm2的超声波分散4h后，在80℃的水浴加热搅拌4h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体以0.5℃/min升温速度加热到800℃煅烧15h；最后以10℃/min的降温速度降至600℃退火24h。自然冷却至室温，研磨粉碎后，即获得掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料，该掺杂有铬的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料中的金属铬原子的含量为2wt%。
本实施例通过上述的方法得到了一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
本实施例还提供一种锂离子电池，其正极含有上述的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
实施例6
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将氯化镁和氯化铝分别分散于甲醇和水的混合溶液中（其中，甲醇与水的体积比为2:1），氯化镁和氯化铝的总浓度为20mM（其中，氯化镁和氯化铝的质量比为4:1），再加入LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为0.4m2/g，粒径为10μm。经声强为120W/cm2的超声波分散4h后，在60℃的水浴加热搅拌6h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体以10℃/min升温速度加热到650℃煅烧20h；最后以2℃/min的降温速度降至500℃退火1h。自然冷却至室温，研磨粉碎后，即获得掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料，该掺杂有镁和铝的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料中的金属铝原子和铝原子的总含量为1wt%。
本实施例通过上述的方法得到了一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
本实施例还提供一种锂离子电池，其正极含有上述的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
实施例7
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将氯化铬分散于水溶液中，水溶液中的氯化铬的浓度为60mM，再加入LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为0.8m2/g，粒径为30μm。经声强为90W/cm2的超声波分散4h后，在70℃的水浴加热搅拌8h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体以4℃/min升温速度加热到700℃煅烧1h；最后以1℃/min的降温速度降至600℃退火10h。自然冷却至室温，研磨粉碎后，即获得掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料，该掺杂有铬的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料中的金属铬原子的含量为0.8wt%。
本实施例通过上述的方法得到了一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
本实施例还提供一种锂离子电池，其正极含有上述的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
实施例8
本实施例提供一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）首先将氯化铁分散于水溶液中，水溶液中的氯化铁的浓度为30mM，再加入LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为0.5m2/g，粒径为10μm。经声强为100W/cm2的超声波分散4h后，在90℃的水浴加热搅拌10h，过滤，得到固体粉末，将固体粉末干燥后研磨得到前驱体粉体。
（2）将前驱体粉体以6℃/min升温速度加热到750℃煅烧10h；最后以5℃/min的降温速度降至650℃退火12h。自然冷却至室温，研磨粉碎后，即获得掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料，该掺杂有铁的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料中的金属铁原子的含量为0.2wt%。
本实施例通过上述的方法得到了一种掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
本实施例还提供一种锂离子电池，其正极含有上述的掺杂的锂镍锰氧LiNi0.5Mn1.5O4材料。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于需要掺杂的金属M的金属盐溶液中，取出干燥，得到前驱体；
（2）将所述前驱体在惰性气氛下灼烧得到掺杂的锂镍锰氧材料。
2.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述LiNi0.5Mn1.5O4材料的比表面积为0.2～1.0m2/g。
3.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述LiNi0.5Mn1.5O4材料的粒径为3～30μm。
4.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂的锂镍锰氧材料中的金属M原子的含量为x，其中0<x≤2wt%。
5.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液为铬盐溶液、铝盐溶液、镁盐溶液、铁盐溶液中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中的金属盐的浓度为1～80mM。
7.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的所述将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于需要掺杂的金属M的金属盐溶液中具体为：将LiNi0.5Mn1.5O4材料浸泡于需要掺杂的金属M的金属盐溶液中进行超声分散，其中，超声波的声强为30～120W/cm2。
8.根据权利要求7所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述超声分散时进行加热，加热温度为50～120℃，加热时间为2～12h。
9.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的所述灼烧的温度为500～950℃，所述灼烧的时间为1～44h。
10.根据权利要求1所述的掺杂的锂镍锰氧材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的灼烧的具体条件为：以0.5℃/min～10℃/min的速度升温到650～950℃，并保温煅烧1h～20h，然后以1℃/min～10℃/min的速度降温至500～700℃，退火1h～24h，自然冷却到室温，得到所述掺杂的锂镍锰氧材料。
11.一种掺杂的锂镍锰氧材料，其特征在于，其由权利要求1～10任意一项所述的方法制备。
12.一种锂离子电池，其特征在于，其正极包括权利要求11中的掺杂的锂镍锰氧材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150318 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |