本发明专利技术公开了一种电池正极材料，其化学式为LiAlxLayMn2-x-yO4，其中，x=0.04或0.08；y=0.04或0.08。本发明专利技术提供的电池正极材料LiAlxLayMn2-x-yO4，Al离子掺杂能提高尖晶石结构的稳定性，合成的物质导电性增强，La离子的加入可减小放电后期Mn3+的浓度，拓宽了Mn3+的放点平台。所合成物质在循环性能上更加优越。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种电池正极材料，其化学式为LiAlxLayMn2-x-yO4，其中，x=0.04或0.08；y=0.04或0.08。本专利技术提供的电池正极材料LiAlxLayMn2-x-yO4，Al离子掺杂能提高尖晶石结构的稳定性，合成的物质导电性增强，La离子的加入可减小放电后期Mn3+的浓度，拓宽了Mn3+的放点平台。所合成物质在循环性能上更加优越。【专利说明】
本专利技术涉及一种电池正极材料。
技术介绍
高温固相法合成LiMn204是现在电池企业普遍运用的方法，该方法合成条件、工艺简单，容易控制，合成的为尖晶石LMO结构，比容量125mAh/g.传统固相合成方法将锂的氢氧化物(或碳酸盐、硝酸盐、醋酸盐)和猛的氧化物(碳酸盐、醋酸盐、氢氧化物)充分混合，在高温下煅烧合成。由于Li源和Mn源在固相法反应时未充分接触，导致合成产物纯度不高，合成产物电化学性能不够理想，特别是在锂电池放电后期Mn3+的浓度较高，在粒子表面易发生歧化反应:2Mn3+(固态)一Mn4+(固态)+Mn2+(液态)，产生的Mn2+溶于电解液，泰勒效应加剧。这使得LMO容量严重衰减，缩减了电池的使用寿命。另一方面，在放电后期，由于锂的不均匀沉淀，会产生枝晶结构的突起，这种突起容易刺穿隔膜，产生短路现象，这有极大地安全隐患，再则，合成LiMn2O4导电性能差，使得锂离子不能正常的脱嵌和脱出，合成LiMn204在大电流充放电时，电化学性能不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种性能更加优越的电池正极材料； 本专利技术的另一目的是制备上述材料的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现: 一种电池正极材料，其化学式为LiAlxLayMn2_x_y04，其中，x=0.04或0.08 ；y=0.04或0.08。上述的电池正极材料的高温固相合成方法， O正极物质的制备:将锂源、锰源、La的氧化物和Al2O3分别按物质的量比例n(Li):η (Mn):n(Al):n (La)=L 2 (制备过程中有LI源的损失，故要加入过量的锂源):2-X-y:χ:y,其中，x=0.04或0.08 ；y=0.04或0.08,混合均匀，并在行星球磨机研磨0.5-2小时,放在气氛炉中300-450°C预加热4-6h，升温速率5_10°C /min,随炉冷却，再升温700_750°C煅烧50-72h，升温速度为5-10°C /min,降温至室温，降温速度4__7°C，得黑色电极材料， 其中，所述锂源为锂的氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐或醋酸盐，所述锰源为锰的氧化物、碳酸盐、醋酸盐或氢氧化物，所述La的氧化物为La2O3 ； 2)浆料的制备:将步骤I)中得到的正极物质与导电剂充分研磨混合加入到NMP中，搅拌混合均匀后，加入粘结剂，搅拌成浆状，其中正极物质:导电剂:粘结剂质量比为(80±10): (10±5): (10±5)。优选的 ，所述锂源选用醋酸锂，所述锰源选用醋酸锰。本专利技术的有益效果: 现阶段锂电池企业都采用高温固相合成法，合成正极物质容量可观，但是在循环性能上:经过50次循环容量都会下降110mAh/g。还会存在一定的安全隐患，这些都严重阻碍了锂电池的市场化进程。本专利技术提供的电池正极材料LiAlxLayMn2_x_y04，Al离子掺杂能提高尖晶石结构的稳定性，合成的物质导电性增强，La离子的加入可减小放电后期Mn3+的浓度，拓宽了 Mn3+的放点平台。所合成物质在循环性能上更加优越。经过300次循环，容量保持率为93%。能经受5C的大电流充放电。这使得电池的使用寿命延长20%，使用条件更加广泛，消除了电池的安全隐患。本专利技术合成的锂电池正极材料LiAlxLayMn2_x_y04高容量，循环性能优越，能大电流充放电。应用在手机，电脑，可移动电源等各类便携式设备和汽车，潜艇，航天器等各类在特殊环境下工作的仪器中。一方面能提高电池使用寿命，增加了设备续航时间，另一方面能经受特殊环境的考验。更重要的是:电池安全性能有所改善。【专利附图】【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中: 图1是本专利技术电池正极材料在倍率充放电为2C的首次充放电曲线图； 图2是本专利技术电池正极材料在倍率充放电为2C的循环特性曲线图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种电池正极材料，其化学式为LiAlxLayMn2_x_y04，其中，χ=0.04或0.08 ；y=0.04或0.08。上述的电池正极材料的高温固相合成方法， O正极物质的制备:将醋酸锂、醋酸锰、La2O3和Al2O3分别按物质的量比例n(Li):η (Mn):η (Al):η (La) =1.2:2_x_y:χ:y,其中，χ=0.04 或 0.08 ；y=0.04 或 0.08,混合均勻，并在行星球磨机研磨0.5-2小时，放在气氛炉中300-450°C预加热4_6h，升温速率5_10°C /min,随炉冷却，再升温700-750°C煅烧50_72h，升温速度为5_10°C /min,降温至室温，降温速度4—7°C ； 2)浆料的制备:将步骤I)中得到的正极物质与导电剂充分研磨混合加入到NMP中，搅拌混合均匀后，加入粘结剂，搅拌成浆状，其中正极物质:导电剂:粘结剂质量比为(80±10): (10±5): (10±5)。根据X和Y的不同取值，将其分编号为A、B、C、D四组，(A组:χ=0.04、y=0.04 ；B组:X=0.04、y=0.08 ；C 组:x=0.08、y=0.04 ；D 组:x=0.08、y=0.08，以金属锂片作为参比和辅助电极，lmol/L的LiPF6的EC/DNC (体积比为1:1)做为电解液，隔膜为Celgard2300，在含有氩气气氛的手操箱中组装成实验电池，进行电化学性能测试。四组材料在倍率充放电为2C的首次充放电曲线图和在倍率充放电为2C的循环特性曲线图见附图1-2。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【权利要求】1.一种电池正极材料，其特征在于:其化学式为LiAlxLayMn2_x_y04，其中，x=0.04或0.08 ；y=0.04 或 0.08。2.根据权利要求1所述的电池正极材料的高温固相合成方法，其特征在于: O正极物质的制备:将锂源、锰源、La的氧化物和Al2O3分别按物质的量比例n(Li):η (Mn):η (Al):η (La) =1.2:2_x_y:χ:y,其中，χ=0.04 或 0.08 ；y=0.04 或 0.08,混合均勻，并在行星球磨机研磨0.5-2小时，放在气氛炉中300-450°C预加热4_6h，升温速率5_10°C /min,随炉冷却，再升温700本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴华，曾帅波，刘于斯，史琳，叶超超，刘天骄，华晓鸣，宋清清，刘浩，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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