CN104538617A - 一步法制备层状锰酸锂材料 - Google Patents

一步法制备层状锰酸锂材料 Download PDF

Info

Publication number
CN104538617A
CN104538617A CN201410800972.9A CN201410800972A CN104538617A CN 104538617 A CN104538617 A CN 104538617A CN 201410800972 A CN201410800972 A CN 201410800972A CN 104538617 A CN104538617 A CN 104538617A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
lithium manganate
muffle furnace
manganate material
laminated lithium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410800972.9A
Other languages
English (en)
Inventor
白红丽
郭昱娇
刘天成
彭金辉
苏长伟
黄相中
郭俊明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yunnan Minzu University
Original Assignee
Yunnan Minzu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunnan Minzu University filed Critical Yunnan Minzu University
Priority to CN201410800972.9A priority Critical patent/CN104538617A/zh
Publication of CN104538617A publication Critical patent/CN104538617A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一步法制备层状锰酸锂材料的方法，具体是把反应物碳酸锂和碳酸锰球磨混合均匀后，置于马弗炉内煅烧保温，空气中冷却，即可获得层状LiMnO2材料。本发明所提出的层状LiMnO2材料的制备方法，不需保护气氛，在开放空气气氛中即可制备，具有操作简单、合成速度快的特点。

Description

一步法制备层状锰酸锂材料
技术领域
本发明涉及一步法制备层状锰酸锂材料的方法，具体属于固相合成锂离子电池正极材料制备的技术领域。
背景技术
锂离子电池以其高电压、高能量密度、循环寿命长等优点在电脑、相机和移动电话等便携式电子设备上已经得到了广泛的应用。其性能的进一步提高的关键在于正极材料，因此最近对正极材料的研究是一个热点。正极材料的研究主要集中在层状的LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2，尖晶石型LiMn2O4和橄榄石型的LiFePO4、LiMnPO4等。其中Li-Mn-O系正极材料以其无毒、资源丰富、价格便宜等优点得到了研究者的广泛关注。与尖晶石型的LiMn2O4（148 mAh/g）相比，层状的LiMnO2（285 mAh/g）具有更高的理论比容量，是一种高能量密度锂离子电池关键正极材料之一，成为当前的研究焦点。
制备层状LiMnO2的主要方法有高温固相法、离子交换方法（Li+与NaMnO2中Na+交换而形成LiMnO2）、水热合成法和溶胶-凝胶法等，但固相合成层状LiMnO2材料须在氩气或氮气等保护气氛中制备。
本发明所提出的层状LiMnO2材料的制备方法，不需保护气氛，在开放空气气氛中即可制备，具有操作简单、合成速度快的特点。
发明内容
本发明旨在提供一种在无保护气氛中制备层状LiMnO2材料的方法。
本发明的技术方案如下：本发明采用碳酸锂和碳酸锰为原料，先将碳酸锂和碳酸锰混合均匀，预先把马弗炉加热到设置的温度，再把盛有碳酸锂和碳酸锰混合反应物原料的坩埚放入马弗炉中，煅烧保温1h，最后取出装有产物的坩埚在空气中冷却到室温，即得到层状LiMnO2材料。具体合成步骤如下：
（1）按比例称取碳酸锂和碳酸锰反应物，添加适量无水酒精将锂锰碳酸盐球磨混合均匀，在60 ℃烘干得反应混合物原料；
（2）将所述反应混合物原料放入预热恒温的马弗炉中加热煅烧保温，空气冷却，即可得到层状LiMnO2材料。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应物混合料中锂的物质的量要略高于锰，具体Li:Mn＝1.00~1.20 : 1.00，所述锂的物质的量优选为1.05。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，先把马弗炉预热到500~800 ℃，所述预热恒温的温度优选为700 ℃。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧保温0.5~3 h，所述时间优选为1 h。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空气冷却为煅烧保温结束后，直接从马弗炉中取出，置于空气中冷却，即得到层状LiMnO2材料。
附图说明：
图1是在700℃煅烧保温1h空气冷却条件下合成产物的XRD图。a. Li : Mn=1.05:1.00，b. Li : Mn=1.10 : 1.00。
具体实施方案：
以下结合实例对本发明作进一步说明。
实施例1：
称量10.0g混合均匀摩尔比为Li : Mn=1.05 : 1.00的碳酸锂和碳酸锰混合反应物原料置于坩锅中，置于恒温为700℃的马弗炉中，关闭马弗炉炉门，煅烧保温1h，取出放置于空气中冷却至室温，得最终产物。其产物的XRD图谱如图1a。
实施例2：
称量10.0g混合均匀摩尔比为Li : Mn=1.10 : 1.00的碳酸锂和碳酸锰混合反应物原料置于坩锅中，置于恒温为700℃的马弗炉中，关闭马弗炉炉门，煅烧保温1h，取出放置于空气中冷却至室温，得最终产物。其产物的XRD图谱如图1b。

Claims (5)

1.一步法制备层状锰酸锂材料的方法，其特征在于：
（1）按比例称取碳酸锂和碳酸锰反应物，添加适量无水酒精将锂锰碳酸盐球磨混合均匀，在60 ℃烘干得反应混合物原料；
（2）将所述反应混合物原料放入预热恒温的马弗炉中加热煅烧保温，空气冷却，即可得到层状LiMnO2材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应物混合料中锂的物质的量要略高于锰，具体Li:Mn＝1.00~1.20 : 1.00，所述锂的物质的量优选为1.05。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，先把马弗炉预热到500~800 ℃，所述预热恒温的温度优选为700 ℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧保温0.5~3 h，所述时间优选为1 h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空气冷却为煅烧保温结束后，直接从马弗炉中取出，置于空气中冷却，即得到层状LiMnO2材料。
CN201410800972.9A 2014-12-22 2014-12-22 一步法制备层状锰酸锂材料 Pending CN104538617A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410800972.9A CN104538617A (zh) 2014-12-22 2014-12-22 一步法制备层状锰酸锂材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410800972.9A CN104538617A (zh) 2014-12-22 2014-12-22 一步法制备层状锰酸锂材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104538617A true CN104538617A (zh) 2015-04-22

Family

ID=52854112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410800972.9A Pending CN104538617A (zh) 2014-12-22 2014-12-22 一步法制备层状锰酸锂材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104538617A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106299335A (zh) * 2015-06-25 2017-01-04 云南民族大学 一种制备LiAl0.04Mn1.96O4正极材料的方法
CN114988477A (zh) * 2022-07-01 2022-09-02 深圳为方能源科技有限公司 一种层状MnO2的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326014A (zh) * 2013-06-05 2013-09-25 武汉大学 一种锰系层状富锂正极材料、制备方法及应用
CN103413934A (zh) * 2013-09-03 2013-11-27 中北大学 锂离子电池正极材料层状锰酸锂的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326014A (zh) * 2013-06-05 2013-09-25 武汉大学 一种锰系层状富锂正极材料、制备方法及应用
CN103413934A (zh) * 2013-09-03 2013-11-27 中北大学 锂离子电池正极材料层状锰酸锂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CONG LIU ET.AL: "Synthesis and Electrochemical Characteristics of an Orthorhombic LiMnO2 Cathode Material Modified With Poly(Vinyl-Pyrrolidone) for Lithium Ion Batteries", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SCIENCE》 *
Y.S. LEE ET.AL: "Synthesis and electrochemical characterization of orthorhombic LiMnO2 material", 《ELECTROCHIMICA ACTA》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106299335A (zh) * 2015-06-25 2017-01-04 云南民族大学 一种制备LiAl0.04Mn1.96O4正极材料的方法
CN114988477A (zh) * 2022-07-01 2022-09-02 深圳为方能源科技有限公司 一种层状MnO2的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100370644C (zh) 锂离子电池正极材料及其制备方法
CN103985867B (zh) 一种制备碳包覆硅酸铁锂复合材料的方法
CN101807696A (zh) 一种用于锂离子电池负极的磷酸钛锂材料及其制备方法
CN103078106B (zh) 锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法
CN103311505A (zh) 一种锂离子电池用石墨烯-三元复合正极材料的制备方法
CN104112849A (zh) 一种轻金属元素掺杂三元锂离子电池正极材料及其合成方法
CN105789606A (zh) 钛酸锂包覆锂离子电池镍钴锰正极材料的制备方法
CN104393281B (zh) 一种锰镍锂正极材料的制备方法
CN102956883A (zh) 一种多孔层状结构锂离子电池正极材料及其制备方法
CN103456932A (zh) 一种储能材料的制备方法
CN101853936A (zh) 锂离子电池正极材料磷酸锰锂的制备方法
JP2011251873A (ja) リチウム含有複合酸化物の製造方法
CN103078098A (zh) 一种富锂层状锰钴氧化物复合正极材料的制备方法
CN101944615B (zh) 一种锂离子电池用磷酸锰锂正极材料及其制备方法
CN102502800A (zh) 一种锂离子电池负极材料钛酸锂的制备方法
CN106340621A (zh) 一种锂电池用铁系负极材料及其制备方法
CN102447097A (zh) 一种锂离子正极材料镍锰钴的制备方法
CN104143626A (zh) 一种阴阳离子共掺杂的锰酸锂正极材料及其制备方法
CN103137966A (zh) 一种掺杂改性磷酸铁锂正极材料的制备方法
CN106981653B (zh) 一种纳米级尖晶石型掺镍锰酸锂材料制备方法
CN104538617A (zh) 一步法制备层状锰酸锂材料
CN104600283A (zh) 一种富锂电极材料及其制备方法和应用
JP5651377B2 (ja) リチウム含有複合酸化物の製造方法
CN103151515B (zh) 一种铌掺杂钴锰酸锂复合正极材料的制备方法
CN107565128B (zh) 一种Li3Cr(MoO4)3在锂离子电池正极中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20150422

RJ01 Rejection of invention patent application after publication