CN107681145A - 一种改性锰酸锂正极材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池正极材料，具体说是一种改性锰酸锂正极材料，其包括以下质量分数的成分：锰酸锂 300‑400份、硼酸 2‑3份、镍1‑2份、氧化铜 2‑3份、银120‑150份、镧2‑3份、高岭土粉末 1‑2份、镁 2‑3份、硅 1‑2份、氧化铁 1‑2份和氧化钛 1‑2份。本发明添加了银、钛和镧等改性元素，利用具有高导电性、导热性、化学性质稳定、活跃性低的银及其与稀土元素镧结合的性能，不仅可保证制备的改性锰酸锂正极材料的结构稳定，而且可大大延长材料的使用寿命。

Description

一种改性锰酸锂正极材料
技术领域
本发明涉及电池正极材料，具体说是一种改性锰酸锂正极材料。
背景技术
锂离子电池的性能关键取决于其正极材料的性能，现在已经商业化的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，其中钴酸锂具有高容量、高填充性等优点，但是钴作为战略性资源储量很少、价格昂贵而且钴酸锂的安全性能较差；磷酸铁锂具有安全性好、循环寿命长等优点，但其填充性能差、体积比能量较低；锰酸锂具有高电压、价格便宜、环境友好、安全性能高等优点，尤其适用于电动工具、电动车等动力电池领域。但是，以锰酸锂为正极的锂离子电池具有高温循环性能差、填充性能低的缺点，限制了其进一步应用，所以对锰酸锂材料的改性已经成为科研人员研究的热点。
目前普遍认为锰酸锂材料中的锰元素在高温环境中会部分溶解于电解液中，从而导致锂离子电池高温循环性能变差，所以降低锰酸锂材料的比表面积是锰酸锂改性的一种方法。这种方法通过减少锰酸锂材料与电解液的接触面积，从而减少锰的溶解，提高锂离子电池的高温循环性能，达到改性的锰酸锂的目的。市场是还存在各种各样的改性锰酸锂，但大多数结构不够稳定性，掺杂不够均匀，导致改性锰酸锂的质量较低，性能不够好。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种结构较为稳定的改性锰酸锂正极材料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种改性锰酸锂正极材料，其包括以下质量分数的成分：锰酸锂 300-400份、硼酸 2-3份、镍1-2份、氧化铜 2-3份、银120-150份、镧2-3份、高岭土粉末 1-2份、镁 2-3份、硅 1-2份、氧化铁 1-2份和氧化钛 1-2份。
作为优选，将上述成分混合，并加入适量的水进行研磨，然后煅烧、粉碎，得到改性锰酸锂正极材料粉末。
作为优选，上述改性锰酸锂正极材料粉末的粒径为30-60nm：
从以上技术方案可知，本发明添加了银、钛和镧等改性元素，利用具有高导电性、导热性、化学性质稳定、活跃性低的银及其与稀土元素镧结合的性能，不仅可保证制备的改性锰酸锂正极材料的结构稳定，而且可大大延长材料的使用寿命。
具体实施方式
下面详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种改性锰酸锂正极材料，其包括以下质量分数的成分：锰酸锂 300-400份、硼酸2-3份、镍1-2份、氧化铜 2-3份、银120-150份、镧2-3份、高岭土粉末 1-2份、镁 2-3份、硅1-2份、氧化铁 1-2份和氧化钛 1-2份。其中：
锰酸锂作为基础材料，应保证纯度较高；硼酸，可以改善材料的耐热性能、提高机械强度、缩短制备过程中的熔融时间，且其与氧化铁、氧化钛等在制备过程中可反应形成细小、弥散分布的Ti2B质点，促使材料颗粒呈现团球状，从而保证材料的结构稳定；少量高岭土可改善材料的可塑性；而银作为最重要的改性元素，其与稀土元素镧配合，不仅可保证材料的结构稳定，而且可延长材料的使用寿命。
在实施过程中，将上述成分混合，并加入适量的水进行研磨，然后煅烧、粉碎，得到改性锰酸锂正极材料粉末。其制备过程按照常规工艺即可。最后将制备的材料粉碎成粒径为30-60nm纳米颗粒，将该粉末按照熟知方法制成电池正极，经测试，其首次放电比容量高于110mAh/g，循环100次后容量保持率高于90%，放电功率密度40kW/kg时其能量密度高于350Wh/kg。
上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。

Claims (3)

1.一种改性锰酸锂正极材料，其包括以下质量分数的成分：锰酸锂 300-400份、硼酸2-3份、镍1-2份、氧化铜 2-3份、银120-150份、镧2-3份、高岭土粉末 1-2份、镁 2-3份、硅1-2份、氧化铁 1-2份和氧化钛 1-2份。
2.根据权利要求1所述改性锰酸锂正极材料，其特征在于：将上述成分混合，并加入适量的水进行研磨，然后煅烧、粉碎，得到改性锰酸锂正极材料粉末。
3.根据权利要求2所述改性锰酸锂正极材料，其特征在于：上述改性锰酸锂正极材料粉末的粒径为30-60nm。
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