本发明专利技术涉及一种LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料的制备方法，步骤包括：将碳酸锂、氧化亚镍、二氧化锰制成LiMn1.5Ni0.5O4前驱体，其特点是：分不同温度段烧结LiMn1.5Ni0.5O4前驱体，完成LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料的制作过程。本发明专利技术通过采取不同温度阶段，对LiNi0.5Mn1.5O4材料进行热处理，未掺杂任何其它元素来控制产品中氧缺陷的程度，得到LiMn1.5Ni0.5O4-a材料，由于分子中氧元素含量降低，实现对材料倍率性能的调节，改善了材料导电性；避免了由于体系掺杂其它元素带来的体系一致性失衡，制成的材料批次一致性好，有利于产品的工业化技术推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池正极材料
，特别是涉及一种LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料的制备方法。
技术介绍
进入二十一世纪，伴随着汽车带来的全球性的能源危机与环境污染，各国政府都先后投入巨资加大新能源汽车的发展，新能源电动汽车与混合动力汽车成为时代的宠儿。目前电动车用动力电池主要有三种：铅酸电池、镍氢电池和锂动力电池。从将来的发展趋势看，锂离子动力电池将成为主流，具有广阔的应用前景，相应的，锂离子动力电池关键材料的正极研发必须跟上时代要求。锂离子动力电池对正极材料的要求首先具有较好的安全性能，在较宽泛的温度范围内能够正常工作，同时具有较高的能量密度，能够适应锂离子电池对正极材料高功率性能的要求，而能量密度又主要取决于材料本身的工作电压、容量、以及材料的振实密度等电化学和物理性能，目前行业内锂离子电池正极材料研究的热点主要集中在橄榄石过渡金属磷酸盐系正极材料(LiMPO4)和尖晶石锰系正极材料上。以磷酸亚铁锂和磷酸锰锂为代表的橄榄石过渡金属磷酸盐系正极材料具有循环寿命长，安全性好，原料来源广泛且价格低廉等特点，但与此同时也存在着材料电导率较低，倍率性能差等实际应用的不足。对于尖晶石锰系材料而言，通常使用较多的是锰酸锂（LiMn2O4）材料，但该材料存在与生俱来的问题就是充放电循环性能差，容量衰减很快。通常认为其中的主要原因是Mn3+的存在产生了Jahn-Teller效应，材料在充放电过程中发生晶格畸变，造成体积收缩或膨胀。经过检索发现申请号为201110428113.8，公开号为CN102683668A，名称为：尖晶石镍锰基氧化物正极材料及其制备方法的专利技术专利，其说明书中公开了一种尖晶石镍锰基氧化物正极材料，具有式(I)所示的原子比组成：LiaMx+yNi0.5-yMn1.5-xO4；(I)；其中，0.9≤a≤1.1，0≤x≤0.2，0≤y≤0.1；M为Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Ag、Sn、Ce、Nd、Ta、W、Pt和Au中的一种或多种。发现到的专利申请采用了金属元素掺杂的方法，较小了体积收缩或膨胀，改善了尖晶石正极材料的功率性能，但是由于掺杂过程中引入了新的金属元素，增加了原料种类，从而使得材料的批次一致性存在问题，不利于产品的工业化技术推广。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种倍率和循环性能良好，材料批次一致性好，有利于产品的工业化技术推广，并且具有环保效果的LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料的制备方法。本专利技术包括如下技术方案：LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料的制备方法，制备步骤包括：制作前驱体：⑴按照摩尔比Li：Ni：Mn=1.1-2：0.5-1：1.5-2的比例，将碳酸锂、氧化亚镍、二氧化锰，以乙醇为球磨介质进行湿法球磨混合3-15小时，形成LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体；⑵将LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体取出后置于60℃-80℃干燥箱进行3-6小时干燥，完成LiMn1.5Ni0.5O4前驱体的制作过程，其特点是：制备步骤还包括分成不同温度段烧结LiMn1.5Ni0.5O4前驱体，完成LiMn1.5Ni0.5O4-a（0＜a≤0.05）正极材料的制作过程。本专利技术还可以采用如下技术措施：所述分成不同温度段烧结LiMn1.5Ni0.5O4前驱体的过程包括：将制成的LiMn1.5Ni0.5O4前驱体置于高温马弗炉中进行热处理，设置高温马弗炉中的温度先后为：850℃-950℃烧结14-22小时，然后在1.5-15小时内，将高温马弗炉中的温度降至610℃-625℃；在610℃-625℃温度下继续烧结2-32小时后，材料在炉内自然降温至25℃，取出的材料即为LiMn1.5Ni0.5O4-a。本专利技术具有的优点和积极效果：1、本专利技术通过采取不同温度阶段，对制备的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料进行热处理，通过单纯控制高温烧结条件、未掺杂任何其它元素来控制产品中氧缺陷的程度，得到LiMn1.5Ni0.5O4-a材料，由于分子中氧元素含量降低，实现对材料倍率性能的调节，改善了材料导电性；避免了由于体系掺杂其它元素带来的体系一致性失衡，制成的材料批次一致性好，有利于产品的工业化技术推广。2、本专利技术由于未增加任何其它元素，生产过程中也未增加有毒有害排放物，满足了绿色环保的要求。3、本专利技术制备出的LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料，循环性能相比于LiNi0.5Mn1.5O4，不仅有效地提高了材料的循环寿命，而且材料倍率导电性能也有了明显提升，同时从制备工艺角度来看，缺氧型正极材料LiMn1.5Ni0.5O4-a，比LiNi0.5Mn1.5O4退火时间更短，电化学性能发挥更为优异。具体实施方式为能进一步公开本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，特例举以下实例详细说明如下。LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料的制备方法，制备步骤包括：制作前驱体：⑴按照摩尔比Li：Ni：Mn=1.1-2：0.5-1：1.5-2的比例，将碳酸锂、氧化亚镍、二氧化锰，以乙醇为球磨介质进行湿法球磨混合3-15小时，形成LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体；⑵将LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体取出后置于60℃-80℃干燥箱进行3-6小时干燥，完成LiMn1.5Ni0.5O4前驱体的制作过程，其特点是：制备步骤还包括分成不同温度段烧结LiMn1.5Ni0.5O4前驱体，完成LiMn1.5Ni0.5O4-a（0＜a≤0.05）正极材料的制作过程。所述分成不同温度段烧结LiMn1.5Ni0.5O4前驱体的过程包括：将制成的LiMn1.5Ni0.5O4前驱体置于高温马弗炉中进行热处理，设置高温马弗炉中的温度先后为：850℃-950℃烧结14-22小时，然后在1.5-15小时内，将高温马弗炉中的温度降至610℃-625℃；在610℃-625℃温度下继续烧结2-32小时后，材料在炉内自然降温至25℃，取出的材料即为LiMn1.5Ni0.5O4-a。实施例1将碳酸锂（Li2CO3）、氧化亚镍（NiO）、二氧化锰（MnO2）按照摩尔比Li：Ni：Mn=1.5：0.5：1.5的比例，将碳酸锂、氧化亚镍、二氧化锰置入球磨机，以乙醇为球磨介质进行湿法球磨混合4小时，形成LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体；将LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体取出后置于60℃干燥箱进行3小时干燥，完成本文档来自技高网...
【技术保护点】
LiMn1.5Ni0.5O4‑a正极材料的制备方法，制备步骤包括：制作前驱体：⑴按照摩尔比Li：Ni：Mn=1.1‑2：0.5‑1：1.5‑2的比例，将碳酸锂、氧化亚镍、二氧化锰，以乙醇为球磨介质进行湿法球磨混合3‑15小时，形成LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体；⑵将LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体取出后置于60℃‑80℃干燥箱进行3‑6小时干燥，完成LiMn1.5Ni0.5O4前驱体的制作过程，其特征在于：制备步骤还包括分成不同温度段烧结LiMn1.5Ni0.5O4前驱体，完成LiMn1.5Ni0.5O4‑a正极材料的制作过程。
【技术特征摘要】
1.LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料的制备方法，制备步骤包括：制作前驱体：
⑴按照摩尔比Li：Ni：Mn=1.1-2：0.5-1：1.5-2的比例，将碳酸锂、氧化亚
镍、二氧化锰，以乙醇为球磨介质进行湿法球磨混合3-15小时，形成
LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体；⑵将LiMn1.5Ni0.5O4浆料前驱体取出后置于60
℃-80℃干燥箱进行3-6小时干燥，完成LiMn1.5Ni0.5O4前驱体的制作过程，
其特征在于：制备步骤还包括分成不同温度段烧结LiMn1.5Ni0.5O4前驱体，
完成LiMn1.5Ni0.5O4-a正极材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：许寒，刘兴江，刘浩杰，彭庆文，卢志威，任丽彬，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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