CN108206275A - 一种掺杂铒的锰酸锂电极材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掺杂铒的锰酸锂电极材料及其制备方法。以碳酸锂、电解二氧化锰、金属Er为原料，先后经球磨、高温煅烧固相法合成LiErxMn2‑xO4 材料，通过对LiMn2O4掺杂稀土Er元素，改善其循环性能。

Description

一种掺杂铒的锰酸锂电极材料
技术领域
本发明涉及一种锰酸锂电极材料，特别涉及一种添加稀土铒的锰酸锂电极材料及其制备方法，属于电池电极材料领域。
背景技术
随着便携式数码产品的广泛使用，锂离子电池正以优异的性能在这类产品中得到广泛应用。目前常见的锂离子电池正极材料主要有层状结构的钴酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂等。其中LiCoO2材料的抗过充电性能差，在较高的充电电压比容量迅速下降；磷酸铁锂存在放电电压低、振实密度低等缺点都制约了自身的进一步应用。
目前LiMn2O4材料作为电极最近被广泛关注，但其材料的循环性能不好。本发明以碳酸锂、电解二氧化锰、金属Er为原料，先后经球磨、高温煅烧固相法合成LiErxMn2-xO4 材料，通过对LiMn2O4掺杂稀土Er元素，改善其循环性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种掺杂铒的锰酸锂电极材料及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：
⑴取适量化学纯的稀土金属铒、碳酸锂、电解二氧化锰作为原料，按照LiErxMn2-xO4（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；
⑵将配好的原料混合物倒入球磨罐中，添加适量的钢球和保护液体，进行湿法球磨；
⑶将球磨后的合金微粉晾干；
⑷将晾干后的合金微粉在隔绝氧气条件下高温煅烧；
⑸煅烧后，收集粉末即得产品。
优先地，在步骤⑵中，球料比为15-20。
优先地，在步骤⑵中，球磨机进行球磨的时间为20-40h。
在步骤⑵中，保护液体为丙酮或者汽油或者酒精。
优先地，在步骤⑷中，高温煅烧温度为800-900℃，时间控制在10-20h。
本发明具有下列优点和特性：
⑴制备的电极材料循环性能好；
⑵制备工艺简单，流程短。
实施例一：
取适量化学纯的稀土金属铒、碳酸锂、电解二氧化锰作为原料，按照LiEr0.01Mn1.99O4的原子比例配料5g，将配好的混合物原料一起倒入球磨罐中，并投入100g的钢球，再倒入丙酮溶液，浸没球磨罐后，将罐盖盖紧，放入行星式球磨机进行球磨，球磨40h后，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再将晾干的粉末装入石英玻璃管中，在不断抽气的情况下，进行真空密封，将密封的石英玻璃管投入水中验证气密性，若无气泡，则可认定其密封性良好，再把石英玻璃管取出，晾干水分后放入800℃的高温炉中进行煅烧，煅烧20h后，将经过处理的石英玻璃管取出，冷却后砸碎石英玻璃管，收集粉末即得产品。
实施例二：
取适量化学纯的稀土金属铒、碳酸锂、电解二氧化锰作为原料，按照LiEr0.1Mn1.9O4的原子比例配料10g，将配好的混合物原料一起倒入球磨罐中，并投入150g的钢球，再倒入丙酮溶液，浸没球磨罐后，将罐盖盖紧，放入行星式球磨机进行球磨，球磨30h后，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再将晾干的粉末装入石英玻璃管中，在不断抽气的情况下，进行真空密封，将密封的石英玻璃管投入水中验证气密性，若无气泡，则可认定其密封性良好，再把石英玻璃管取出，晾干水分后放入800℃的高温炉中进行煅烧，煅烧15h后，将经过处理的石英玻璃管取出，冷却后砸碎石英玻璃管，收集粉末即得产品。
实施例三：
取适量化学纯的稀土金属铒、碳酸锂、电解二氧化锰作为原料，按照LiEr0.05Mn1.95O4的原子比例配料20g，将配好的混合物原料一起倒入球磨罐中，并投入300g的钢球，再倒入丙酮溶液，浸没球磨罐后，将罐盖盖紧，放入行星式球磨机进行球磨，球磨20h后，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再将晾干的粉末装入石英玻璃管中，在不断抽气的情况下，进行真空密封，将密封的石英玻璃管投入水中验证气密性，若无气泡，则可认定其密封性良好，再把石英玻璃管取出，晾干水分后放入900℃的高温炉中进行煅烧，煅烧10h后，将经过处理的石英玻璃管取出，冷却后砸碎石英玻璃管，收集粉末即得产品。

Claims (5)

1.一种掺杂铒的锰酸锂电极材料，其特征在于该材料的制备方法按如下步骤进行：
⑴取适量化学纯的稀土金属铒、碳酸锂、电解二氧化锰作为原料，按照LiErxMn2-xO4（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；
⑵将配好的原料混合物倒入球磨罐中，添加适量的钢球和保护液体，进行湿法球磨；
⑶将球磨后的合金微粉晾干；
⑷将晾干后的合金微粉在隔绝氧气条件下高温煅烧；
⑸煅烧后，收集粉末即得产品。
2.如权利要求1所示的一种掺杂铒的锰酸锂电极材料，其特征在于，在步骤⑵中，球料比为15-20。
3.如权利要求1所示的一种掺杂铒的锰酸锂电极材料，其特征在于，在步骤⑵中，球磨机进行球磨的时间为20-40h。
4.如权利要求1所示的一种掺杂铒的锰酸锂电极材料，其特征在于，在步骤⑵中，保护液体为丙酮或者汽油或者酒精。
5.如权利要求1所示的一种掺杂铒的锰酸锂电极材料，其特征在于，步骤⑷中，高温煅烧温度为800-900℃，时间控制在10-20h。
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