CN108400295A - 一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料及其制备方法，该制备方法包括制备LiMn2O4、制备硝酸银溶液、制备前驱体与加热燃烧反应等步骤。与现有技术相比，本发明具有在低温下快速制备目标产物，且工艺简单，成本低廉，易实现工业化生产等有益技术效果。

Description

一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域。更具体地，本发明涉及一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料，还涉及所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池是一种绿色环保电池，其正极材料是制造锂离子电池的关键材料之一。目前使用和研究的正极材料主要是钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、层状锰酸锂(LiMnO2)、磷酸亚铁锂(LiFePO4)和尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4) 等材料。其中LiMn 2O4是一种方兴未艾的锂离子电池正极材料，具有无毒、安全性好、无环境污染、工作电压高、成本低廉、热稳定性高等优点。例如CN 101659448公开了一种尖晶石型锰酸锂的制备方法，该方法包括使锂盐和锰盐负载在碳颗粒表面，再在焙烧温度400～1000℃下进行焙烧。CN105271424 A公开了一种针状尖晶石型锰酸锂正极材料的制备方法，该方法包括将锂源、锰源原料混合均匀，再添加强氧化剂和强还原剂，得到混合料浆进行过滤、洗涤和烘干，得到前驱体；将前驱体置于空气或富氧气氛中进行一次烧结或二次烧结，得到针状尖晶石型锰酸锂正极材料。CN 105914351 A公开了一种尖晶石型锰酸锂或镍锰酸锂的制备方法，该方法包括将锂源、锰源及中空结构的植物纤维基底材料混合获得前驱体；将前驱体煅烧处理，得到目标产物。CN106784682 A公开了氧化钛、氧化硅、氧化铝金属氧化物包覆尖晶石型锰酸锂的制备方法。该方法包括将锰酸锂加入无水乙醇中，并加入浓氨水，超声分散均匀；将金属氧化物前驱体加入无水乙醇中，超声分散均匀；取前驱体溶液逐滴加入锰酸锂溶液中，并加热搅拌；再将上述混合溶液离心洗涤烘干，并经加热燃烧后得到金属氧化物包覆的锰酸锂。CN 104900855 A公开了一种锰酸锂正极材料的制备方法，该正极材料由锰酸锂表面包覆一层镍镀层构成；其制备方法是将锰酸锂在分散剂的作用下依次经过敏化、活化、还原处理后，镀镍镀层；再将镀了镍镀层的锰酸锂进行热处理，得到镍包覆锰酸锂正极材料。CN103996840 A提供了一种包覆锰酸锂的制备方法，该方法包括制备金属氧化物；将锰酸锂加入水中，搅拌分散形成悬浊液，并调节悬浊液pH值为6～8；将制备的金属氧化物加入所述悬浊液中；将产物离心洗涤烘干，并经煅烧得到二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、三氧化二镧或三氧化二铁金属氧化物包覆锰酸锂。但是，这些现有技术存在制备过程复杂、步骤多、有的还使用有机溶剂等技术缺陷。
为此，针对现有技术存在的技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础之上，通过大量实验研究与分析，终于完成了本发明。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
本发明的另一个目的是提供所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备方法。
技术方案
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备方法。
该制备方法的步骤如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取分析纯硝酸锂与分析纯醋酸锰晶体置于坩埚中，然后按照硝酸锂与浓硝酸的重量比1：2.5～5.0再加入浓硝酸，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度550～650℃下加热液相无焰燃烧反应2.8～3.2h，取出，冷却，得到尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计0.5～2.0%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.5～1.0混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.02～0.10，搅拌混合，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再加热蒸发除去水分，得到所述的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度500～600℃的条件下进行加热燃烧反应，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，使用搅拌机以转速30～60 rpm搅拌混合1.5～2.5h。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，该浆料混合物在干燥箱中在温度105℃下加热1.0～2.0h。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述前驱体的含水量是以重量计0.5～2.0%。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，步骤C得到的前驱体的加热燃烧反应时间是1.0～1.5h。
本发明还涉及由所述制备方法制备得到的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料颗粒尺寸是0.2～2.0μm。
根据本发明的另一种优选实施方式，银只是包覆在LiMn2O4颗粒表面上，其银含量为以重量计2～10%。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料是尖晶型石结构，空间点群为Fd3m。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料具有下述电性能：
放电比容量95.5～114.6mAh/g；
第100次放电比容量86.8～107.0mAh/g；
容量保持率90.1～91.9%。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备方法。
该制备方法的步骤如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取分析纯硝酸锂与分析纯醋酸锰晶体置于坩埚中，然后按照硝酸锂与浓硝酸的重量比1：2.5～5.0再加入浓硝酸，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度550～650℃下加热液相无焰燃烧反应2.8～3.2h，取出，冷却，得到尖晶石型LiMn2O4；
在本发明中，在硝酸锂与醋酸锰反应物中添加浓硝酸的主要目的在于增加燃烧反应体系中的氧化剂，使燃烧反应完成程度更充分。本发明使用的浓硝酸通常是质量分数约为68%的市售浓硝酸。
在本发明中，如果硝酸锂与浓硝酸的重量比大于1：2.5，则燃烧反应体系中氧化剂的量不足，燃烧温度会偏低，使燃烧反应不充分，燃烧反应速率较慢，产物的结晶性较差；如果硝酸锂与浓硝酸的重量比小于1：5.0，则燃烧反应体系中氧化剂的量过多，燃烧反应速率太快，产物的结晶性较差；因此，硝酸锂与浓硝酸的重量比为1：2.5～5.0是合理的；优选地是1：3.0～4.2，更优选地是1：3.4～3.8。
硝酸锂与醋酸锰反应物在温度550～650℃下加热进行燃烧反应2.8～3.2h。如果在温度550～650℃下加热燃烧反应时间低于2.8h，则不利于产物颗粒结晶生长；如果加热燃烧反应时间长于3.2h，则产物晶体颗粒尺寸生长会过大；因此，加热燃烧反应时间为2.8～3.2h是合理的。
同样地，加热燃烧反应时间为2.8～3.2h，如果燃烧反应温度低于550℃，则不利于产物颗粒结晶生长；如果加热燃烧反应温度高于650℃，则产物晶体颗粒尺寸生长会过快、过大；因此，加热燃烧反应温度为550～650℃是恰当的。
硝酸锂与醋酸锰在温度550～650℃下加热燃烧反应2.8～3.2h的基本目的在于发生燃烧反应，得到尖晶石型LiMn2O4产物。如果加热燃烧反应的温度与时间超过所述范围，则会产物结晶性太差或颗粒生长过大。
本发明使用的坩埚是氧化铝或瓷坩埚。本发明使用的马弗炉是目前市场上销售的产品，例如是由上海市崇明实验仪器厂以商品名箱式电阻炉销售的产品。
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计0.5～2.0%的硝酸银溶液；
在本发明中，如果硝酸银溶液的浓度低于0.5%，则硝酸银溶液加入过多，造成步骤C的浆料混合物过稀；如果硝酸银溶液的浓度高于2.0%，则不利于精确控制加入硝酸银的量；因此，硝酸银溶液的浓度为0.5～2.0%是恰当的，优选地是0.8～1.6%，更优选地是1.0～1.4%。
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.5～1.0混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.02～0.10，搅拌混合，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再加热蒸发除去水分，得到所述的前驱体；
在本发明中，葡萄糖的基本作用是发生还原和燃烧，快速提高温度，使硝酸银快速发生生成单质银的反应。LiMn2O4与葡萄糖的重量比为10：0.5～1.0，如果LiMn2O4与葡萄糖的重量比大于10：0.5，则燃料少，不能使反应体系快速升温；如果LiMn2O4与葡萄糖的重量比小于10：1.0，则燃料过多，造成燃料浪费；优选地，尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖的重量比为10：0.6～0.8。
LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.02～0.10。如果LiMn2O4与硝酸银中银的重量比大于10：0.02，则包覆尖晶石型LiMn2O4的银量不够，不能完整包覆；如果LiMn2O4与硝酸银中银的重量比小于10：0.10，则包覆尖晶石型LiMn2O4的银量太多，部分包覆的银较厚，会降低LiMn2O4正极材料的电化学性能；优选地，尖晶石型LiMn2O4与硝酸银中银的重量比为10：0.04～0.08。
在这个步骤中，使用搅拌机以转速30～60 rpm搅拌混合1.5～2.5h。如果搅拌速度与搅拌时间超过所述范围都是不可取的，因为不能使各物质的混合达到最佳状态。
在这个步骤中，该浆料混合物在干燥箱中在温度105℃下加热1.0～2.0h，得到前驱体的含水量为以重量计0.5～2.0%。如果加热时间超过这个范围，即加热时间过短或过长都不能将前驱体含水量控制在0.5～2.0%范围内，前驱体含水量超过这个范围是不利的，这是因为前驱体的含水量可以部分防止混合物燃烧时的温度过高。
本发明使用的搅拌机、干燥箱都是目前市场上销售的产品，例如由德国IKA(国内合资)公司以商品名RW 104电子搅拌器销售的搅拌机、由上海一恒科学仪器有限公司以商品名电热鼓风干燥箱销售的干燥箱。
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度500～600℃的条件下进行加热燃烧，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
在这个步骤中，步骤C得到的前驱体在空气与温度500～600℃的条件下加热燃烧反应1.0～1.5h。
加热燃烧反应时间为1.0～1.5h，如果燃烧温度低于500℃，则硝酸银分解不完全；如果燃烧温度高于600℃，则造成能源浪费，成本升高；因此，燃烧温度为500～600℃是合理的；优选地是520～580℃，更优选地是540～560℃。
燃烧温度为500～600℃，如果燃烧时间低于1.0h，则硝酸银分解不完全；如果燃烧时间长于1.5h，则造成能源浪费，成本升高；因此，燃烧时间为1.0～1.5h是合理的；优选地是1.1～1.4h，更优选地是1.2～1.3h。
本发明还涉及由所述制备方法制备得到的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料颗粒尺寸是0.2～2.0μm。
银只是包覆在LiMn2O4颗粒表面上，其银含量为以重量计2～10%。
所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料是尖晶石型结构，空间点群为Fd3m。
所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料具有下述电性能：
放电比容量95.5～114.6mAh/g；
第100次放电比容量 86.8～107.0mAh/g；
容量保持率90.1～91.9%。
采用本发明方法制备得到的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料进行了下述分析：
I、采用常规的X-射线衍射分析法对本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料进行XRD分析，其结果参见附图1，借助Jade5.0软件采用X-射线衍射数据计算的晶格常数与晶胞体积列于表1。
附图1经分析确定(JCPDS，No. 35-0782)，衍射峰 (1 1 1)、(3 1 1)、 (2 2 2)、(40 0)、(3 3 1)、(5 1 1)、(4 4 0)与(5 3 1)为尖晶石型LiMn2O4的八个特征衍射峰。由此可见，本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料具有LiMn2O4的尖晶石型结构，空间点群为Fd3m。这些结果表明，包覆银过程并未破坏合成产物尖晶石结构。借助Jade5.0软件分析获得晶胞常数，表1的结果表明，LiMn2O4在包覆银后的晶格参数变化是在误差范围之内，从而说明银未进入LiMn2O4内部，只是包覆在LiMn2O4表面上。
II、采用常规的扫描电镜对本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料进行扫描电镜观察，其结果参见附图2；
图2为本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的扫描电子显微镜图。由附图2可知，本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料均由小颗粒团聚而成大颗粒，小颗粒尺寸分布为0.2～2.0μm。从整体上来说，包覆的LiMn204样品晶粒棱角与未包覆的变化不大，这是因为包覆物的存在对晶粒表面相貌没有产生影响。
III、采用常规电性能分析测试技术对本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料进行了充放电性能测试，其结果参见表2与附图3及附图4。
对于使用硝酸作为辅助氧化剂制备LiMn2O4的情况，本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料充放电性能测试结果列于附图3与表2中。
由图3和表2可知，随着Ag包覆量的增加，当银包覆量为4%时该材料的首次放电比容量比未包覆LiMn2O4的高，这是因为银是一种良好的导电介质，银有效地提高电极材料粒子之间的导电性，从而改进了电化学性能。
表2的结果清楚表明，该材料包覆银时，其容量保持率比未包覆LiMn2O4的容量保持率高，这是银包覆表面改性一方面能够减少活性物质与电解液的接触，从而抑制电解液对尖晶石LiMn2O4材料的侵蚀，另一方面能保护歧化反应产生的Mn2+离子，使其不会溶解到电解液当中去。银是一种良好的导电介质，它能有效地提高电极材料粒子之间的导电性，从而改进了电化学性能。在表 2中，LiMn2O4/Ag首次放电比容量分别为114.6， 118.8，106.8，100.3和95.5mAh/g，在倍率0.5C、100次循环后，LiMn2O4/Ag放电比容量分别为105.2、107.0、98.2、91.0和86.8mAh/g。其中当银包覆量为4%时该材料的首次放电比容量达118.8 mAh/g，100次充放电循环后，其放电比容量仍达到107.0mAh/g，容量保持率为90.1%，而未包覆LiMn2O4的容量保持率仅为83.6%，明显低于本发明材料。其结果表明，银包覆是提高电导率且保持容量的有效方法。
对于不使用硝酸，而仅使用醋酸锂和醋酸锰原料，通过加热燃烧反应制备LiMn2O4的情况，本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料充放电性能测试结果列于附图4与表3。
图4是 LiMn2O4/Ag的恒电流首次放电曲线和充放电循环性能曲线。由图4可知，在3.90 ～4.25 V范围内，LiMn2O4/Ag材料均具有两个明显的放电平台，说明锂离子嵌入和脱嵌是分两步进行的。由图4和表3可知，随着Ag包覆量增加，当银包覆量为5%时材料首次放电比容量比未包覆LiMn2O4首次放电比容量高，这是因为加入的银是一种良好的导电介质，银有效地提高电极材料粒子之间的导电性，从而改进了电化学性能。从表3明显看出，银包覆时，其容量保持率较未包覆LiMn2O4都提高了，这可能是银包覆表面改性一方面能够减少活性物质与电解液的接触，从而抑制电解液对尖晶石LiMn2O4材料的侵蚀，另一方面能保护歧化反应产生的Mn2+离子，使其不会溶解到电解液当中去。银是一种良好的导电介质，银有效地提高电极材料粒子之间的导电性，从而改进了电化学性能。如表3所示，LiMn2O4/Ag首次放电比容量分别为118.6、121.7和105.0mAh/g，100次循环后，LiMn2O4/Ag放电比容量分别为95.6、102.8和91.2mAh/g。其中当银包覆量为5%时产物的首次放电比容量为121.7 mAh/g，100次充放电循环以后，放电比容量仍为102.8 mAh/g，容量保持率为84.5%，明显高于未包覆银LiMn2O4的容量保持率72.1 %。结果表明，银包覆是提高电导率且保持容量的有效方法。
本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料制备方法具有下述特点：
燃烧反应温度低，反应时间短和反应速度快，工艺简单，易实现工业化生产等。
有益效果
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，银是一种良好的导电介质，银有效地提高电极材料粒子之间的导电性，在制备电极材料时可以少加或不加导电剂，从而改进了电极材料的电化学性能。而金属氧化物包覆的导电性一般较差，在制备电极材料时，要加入炭黑作为导电剂加入到正极材料用于构成电极，从而使电极具有相对较好的电子传导性，但炭黑会降低锂离子电池的能量效率。
附图说明
图1是本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的XRD分析图。
图2是本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的扫描电镜图；
a-0%Ag；b-2%Ag；c-5%Ag；d-10%Ag。
图3是加入硝酸为辅助氧化剂制备的LiMn2O4材料，本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的充放电循环性能曲线图。
图4是燃烧反应制备的LiMn2O4材料，本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的首次放电比容量与充放电循环性能曲线图。
具体实施方式
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备
该实施例的实施方式如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取分析纯硝酸锂与分析纯醋酸锰晶体置于坩埚中，然后按照硝酸锂与浓硝酸的重量比1：2.5再加入浓硝酸，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度550℃下加热燃烧反应3.2h，取出，冷却，得到尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计0.8%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.8混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.02，使用搅拌机以转速30rpm搅拌混合2.5h，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再在干燥箱中在温度105℃下加热1.0h以蒸发除去水分，得到含水量为以重量计2.0%的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度500℃的条件下进行加热燃烧反应1.0h，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
该实施例制备的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料根据本说明书描述的XRD分析与扫描电镜分析确定，它的首次放电比容量114.6mAh/g、第100次放电比容量105.2mAh/g与容量保持率91.8%。
实施例2：本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备
该实施例的实施方式如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取分析纯硝酸锂与分析纯醋酸锰晶体置于坩埚中，然后按照硝酸锂与浓硝酸的重量比1：5.0再加入浓硝酸，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度580℃下加热燃烧反应2.8h，取出，冷却，得到尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计0.5%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.5混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.10，使用搅拌机以转速50rpm搅拌混合1.8h，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再在干燥箱中在温度105℃下加热2.0h以蒸发除去水分，得到含水量为以重量计0.5%的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度600℃的条件下进行加热燃烧反应1.2h，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
该实施例制备的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料根据本说明书描述的XRD分析与扫描电镜分析确定，它的首次放电比容量95.5mAh/g、第100次放电比容量86.8mAh/g与容量保持率90.9%。
实施例3：本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备
该实施例的实施方式如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取硝酸锂与醋酸锰晶体置于坩埚中，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度380℃下加热燃烧反应1.2h，然后研磨，再将坩埚置于马弗炉中，在温度650℃下加热液相无焰燃烧反应2.8h，取出，自然冷却至室温，得到黑色的尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计1.4%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.6混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.04，使用搅拌机以转速60rpm搅拌混合1.5h，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再在干燥箱中在温度105℃下加热1.6 h以蒸发除去水分，得到含水量为以重量计1.0 %的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度540℃的条件下进行加热燃烧反应1.3h，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
该实施例制备的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料根据本说明书描述的XRD分析与扫描电镜分析确定，它的首次放电比容量118.8mAh/g、第100次放电比容量107.0mAh/g与容量保持率90.1%。
实施例4：本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备
该实施例的实施方式如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取硝酸锂与醋酸锰晶体置于坩埚中，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度420℃下加热燃烧反应0.8 h，然后研磨，再将坩埚置于马弗炉中，在温度550℃下加热液相无焰燃烧反应3.2h，取出，自然冷却至室温，得到黑色的尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计2.0%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：1.0混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.08，使用搅拌机以转速40rpm搅拌混合2.2h，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再在干燥箱中在温度105℃下加热1.4h以蒸发除去水分，得到含水量为以重量计1.5%的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度560℃的条件下进行加热燃烧反应1.5h，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
该实施例制备的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料根据本说明书描述的XRD分析与扫描电镜分析确定，它的首次放电比容量100.3mAh/g、第100次放电比容量91.0mAh/g与容量保持率90.7%。
实施例5：本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备
该实施例的实施方式如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取分析纯醋酸锂与分析纯醋酸锰晶体置于坩埚中，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度650℃下加热燃烧反应3.0h，取出，冷却，得到尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计1.0%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.9混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.04，使用搅拌机以转速40rpm搅拌混合2.0h，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再在干燥箱中在温度105℃下加热1.8h以蒸发除去水分，得到含水量为以重量计0.8%的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度580℃的条件下进行加热燃烧反应1.4 h，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
该实施例制备的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料根据本说明书描述的XRD分析与扫描电镜分析确定，它的首次放电比容量118.5mAh/g、第100次放电比容量107.0mAh/g与容量保持率90.1%。
实施例6：本发明银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备
该实施例的实施方式如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取分析纯醋酸锂与分析纯醋酸锰晶体置于坩埚中，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度620℃下加热燃烧反应3.0h，取出，冷却，得到尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计1.6%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.7混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.09，使用搅拌机以转速50rpm搅拌混合2.4h，使尖晶石型LiMn2O4分散均匀，得到一种浆料混合物，再在干燥箱中在温度105℃下加热1.2h以蒸发除去水分，得到含水量为以重量计1.8%的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度520℃的条件下进行加热燃烧反应1.3h，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
该实施例制备的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料根据本说明书描述的XRD分析与扫描电镜分析确定，它的首次放电比容量108.2mAh/g、第100次放电比容量100.2mAh/g与容量保持率92.6%。

Claims (10)

1. 一种银包覆尖晶石型LiMn2O4材料的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：
A、制备尖晶石型LiMn2O4
按照化学式LiMn2O4的化学计量比，称取分析纯硝酸锂与分析纯醋酸锰晶体置于坩埚中，然后按照硝酸锂与浓硝酸的重量比1：2.5～5.0再加入浓硝酸，混合均匀，将坩埚置于马弗炉中，在温度550～650℃下加热燃烧反应2.8～3.2h，取出，冷却，得到尖晶石型LiMn2O4；
B、制备硝酸银溶液
将硝酸银溶解于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计0.5～2.0%的硝酸银溶液；
C、制备前驱体
尖晶石型LiMn2O4与葡萄糖按照重量比10：0.5～1.0混合均匀，然后将该混合物添加到步骤B得到的硝酸银溶液中，其中LiMn2O4与硝酸银中银的重量比1：0.02～0.10，搅拌混合，使尖晶石型LiMn2O4材料粉体分散均匀，得到一种浆料混合物，再加热蒸发除去水分，得到所述的前驱体；
D、加热燃烧反应
步骤C得到的前驱体在空气与温度500～600℃的条件下进行加热燃烧反应，得到所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中，使用搅拌机以转速30～60rpm搅拌混合1.5～2.5h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中，该浆料混合物在干燥箱中在温度105℃下加热1.0～2.0h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中，所述前驱体的含水量是以重量计0.5～2.0%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤D中，步骤C得到的前驱体的加热燃烧反应时间是1.0～1.5h。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述制备方法制备得到的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料。
7.根据权利要求6所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料，其特征在于所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料颗粒尺寸是0.2～2.0μm。
8.根据权利要求6所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料，其特征在于银只是包覆在LiMn2O4颗粒表面上，其银含量为以重量计2～10%。
9.根据权利要求6所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料，其特征在于所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料是尖晶石型结构，空间点群为Fd3m。
10.根据权利要求6所述的银包覆尖晶石型LiMn2O4材料，其特征在于所述银包覆尖晶石型LiMn2O4材料具有下述电性能：
放电比容量95.5～114.6mAh/g；
第100次放电比容量86.8～107.0mAh/g；
容量保持率90.1～91.9%。
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