一种锰酸锂正极材料的制备方法技术

本发明专利技术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，即得镍包覆锰酸锂正极材料；该制备方法操作简单、工艺条件温和、成本低；制得的镍包覆锰酸锂正极材料，镍镀层包覆均匀，结构稳定，可用于制备导电性好、比容量高、功率密度大的锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种铺酸裡正极材料的制备方法，属于裡离子电池正极材料领域。
技术介绍
自从1990年日本索巧公司率先研制成功裡离子电池并将其商品化W来，裡离子 电池得到了迅猛发展。如今裡离子电池已经广泛地应用于民用及军用的各个领域。随着科 技的不断进步，人们对电池的性能提出了更多更高的要求：电子设备的小型化和个性化发 展，需要电池具有更小的体积和更高的比能量输出；航空航天能源要求电池具有循环寿命， 更好的低温充放电性能和更高的安全性能；电动汽车需要大容量、低成本、高稳定性和安全 性能的电池。 随着使用化石能源所导致的环境污染问题日益严重，绿色、无污染的新能源产业 越来越引起人们的重视。作为新能源产业的代表之一，裡离子电池产业在近些年得到了迅 猛的发展。而作为当下最具发展前景的几种裡离子电池正极材料之一的铺酸裡，凭借其价 格低廉，低温循环性能好，对环境无污染等优点，得到了研究者们的普遍重视。 铺酸裡主要为尖晶石型铺酸裡尖晶石型铺酸裡LiMn204是化nter在1981年首 先制得的具有=维裡离子通道的正极材料，至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极 大关注，它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点，是最有希望取 代钻酸裡LiCo02成为新一代裡离子电池的正极材料。 尖晶石铺酸裡具有资源丰富、成本低廉、对环境友好的优点，尤其是因其=维脱嵌 裡隧道能够承受大电流充放电，被公认为是裡离子电池最具发展前途的正极材料之一，在 大容量动力裡离子电池中应用广泛。 然而，由于铺酸裡中铺极易发生J址n-Teller效应及铺溶于电解液中，使得铺酸 裡在裡离子电池充放电循环过程中的晶格结构的稳定性和可逆性较差，导致裡离子电池的 容量衰减严重，高温储存和循环容量衰减更为严重，使得裡离子电池的循环性能较差，所W 一直W来商品化受到严重限制。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够提高裡离子电池循环性能的铺酸裡材料及其制备方 法。本专利技术的目的是在于提供一种镶锻层包覆均匀，结构稳定，可用于制备导电性好、比容 量高、功率密度大的裡离子电池的铺酸裡正极材料。[000引本专利技术的镶包覆铺酸裡正极材料的制备方法包括W下具体步骤： 一、 将铺酸裡颗粒置于己醇和水按体积比1 ;2~3 ;1组成的混合溶剂中，采取机械揽 拌，揽拌速度为50~500转/分钟，温度为15~40°C，在频率为20~40曲Z的超声辅助 下洗漆1~30min，离屯、分离，水洗漆数次； 二、 再将所得铺酸裡置于温度为15~40°C的含氯化亚锡的盐酸溶液中，采取机械揽 拌，W50~500转/分钟的速率揽拌1~lOmin，离屯、分离，水洗漆数次；所述的含氯化亚 锡的盐酸溶液由W下组分组成；氯化亚锡2~8g/l，浓盐酸2~6血/I，分散剂0. 2~2血/ 以溶剂为水； =、接着将处理后的铺酸裡颗粒置于温度为15~40°C的含氯化钮的盐酸溶液中，采取 机械揽拌，W50~500转/分钟的速率揽拌进行活化处理1~lOmin，离屯、分离，水洗漆数 次；所述的含氯化钮的盐酸溶液由W下组分组成；氯化钮0. 1~Ig/l，浓盐酸4~lOmL/L， 分散剂0. 2~2mL/l，溶剂为水； 四、 步骤=活化处理后的铺酸裡置于温度为15~40°C的次亚磯酸钢溶液中，采取机械 揽拌，W50~500转/分钟的速率揽拌进行还原处理0. 5~5min，离屯、分离；所述的次 亚磯酸钢溶液由W下组分组成；次亚磯酸钢1~5wt%，分散剂0. 2~2mL/l，溶剂为水； 五、 步骤四还原处理后的铺酸裡置于抑为8~8. 5的锻液中，在70~90°C温度条件 下，采取机械揽拌，W50~500转/分钟的速率揽拌进行化学锻镶0. 5~lOmin，离屯、分离， 水洗漆数次；所述的锻液由W下组分组成；硫酸镶20~60g/l，次亚磯酸钢15~30g/l，巧 樣酸钢30~60g/L，氯化锭30~70g/L，分散剂0. 2~2血/I，溶剂为水； 六、 步骤五中化学锻镶后的铺酸裡颗粒置于100~200°C的温度环境下，保温1~4小 时，即得镶包覆铺酸裡正极材料。 本专利技术的镶包覆铺酸裡正极材料还包括W下优选方案；优选的镶包覆铺酸裡正极 材料中镶锻层厚度为0.1~1.0ym。 优选的镶包覆铺酸裡正极材料中镶锻层为磯质量百分含量< 8%的镶磯合金。 优选的镶包覆铺酸裡正极材料中铺酸裡颗粒平均粒径D50分布在5~30ym之 间。 本专利技术所述的镶包覆铺酸裡正极材料的制备方法，是将铺酸裡颗粒采用醇水混合 溶剂洗漆后，依次进行敏化、活化和还原预处理，预处理后的铺酸裡颗粒在分散剂作用下分 散在含硫酸镶、次亚磯酸钢、巧樣酸钢和氯化锭的混合锻液中进行化学锻镶锻层；再将锻了 镶锻层的铺酸裡颗粒进行热处理，即得。 本专利技术的有益效果；本专利技术首次采用镶包覆铺酸裡制得一种导电性性能好，结构 稳定的镶包覆铺酸裡正极材料，可用于制备高比容量和高功率密度的裡离子电池。本专利技术 技术方案突出的优势在于： 1、 本专利技术对铺酸裡粉末颗粒表面包覆镶，一方面可W提高正极材料的导电性，利于电 子传递，加快反应速度，有效提高裡离子电池的放电功率；另一方面可W增强材料的亲水亲 油性，有利于材料表面溶液交换及离子传递，减少电极极化，提升电池放电电压平台，提高 电池能量转换效率； 2、 本专利技术采用镶包覆铺酸裡后制得的镶包覆铺酸裡粉末颗粒材料导电性大大提高，在 制作裡离子电池电极时，可W减少使用或者不使用碳导电剂； 3、 本专利技术的制备方法，整个制备工艺中都使用到分散剂，能将铺酸裡颗粒有效分散在 溶液中，更有利于敏化、活化、还原和化学锻镶过程，W便于获得锻层包覆均匀，结构稳定的 镶包覆铺酸裡正极材料； 4、 本专利技术的制备工艺操作简单，工艺条件温和，生产成本低，满足工业化生产。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】，对本专利技术的较优的实施例作进一步的详细说明： 实施例1 取铺酸裡正极材料5g，平均粒径D50为大小为8. 53ym，进行化学锻镶处理，化学锻镶 的工艺为： 1、将上述铺酸裡加入酒精与水体积比为1:1，总体积为1L的酒精水溶液中。温度为 25°C，揽拌速度200转每分钟，超声波震荡，震荡频率30曲Z，时间为5min。 将铺酸裡离屯、分离，并用去离子水冲洗多次。 2、将清洗后的铺酸裡加入成分为氯化亚锡（SnC12 ? 2肥0)4g/l，37%肥1 4mL/L， OP-lOlmL/l，溶剂为去离子水，体积为1L的溶液中。温度为25°C，揽拌速度200转每分钟， 时间为2min。 将铺酸裡离屯、分离，并用去离子水冲洗至抑为7。3、将敏化后的铺酸裡加入成分为氯化钮（PdC12) 0. 4g/L，37 %肥1 8血/L，当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锰酸锂正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：一、将锰酸锂颗粒置于乙醇和水按体积比1：2～3：1组成的混合溶剂中，采取机械搅拌，搅拌速度为50～500 转/ 分钟，温度为15～40℃，在频率为20～40kHz 的超声辅助下洗涤1～30min，离心分离，水洗涤数次；二、再将所得锰酸锂置于温度为15～40℃的含氯化亚锡的盐酸溶液中，采取机械搅拌，以50～500 转/分钟的速率搅拌1～10min，离心分离，水洗涤数次；三、接着将处理后的锰酸锂颗粒置于温度为15～40℃的含氯化钯的盐酸溶液中，采取机械搅拌，以50～500 转/ 分钟的速率搅拌进行活化处理1～10min，离心分离，水洗涤数次； 四、步骤三活化处理后的锰酸锂置于温度为15～40℃的次亚磷酸钠溶液中，采取机械搅拌，以50 ～500 转/ 分钟的速率搅拌进行还原处理0.5 ～5min，离心分离；五、步骤四还原处理后的锰酸锂置于pH为8～8.5 的镀液中，在70～90℃温度条件下，采取机械搅拌，以50～500 转/分钟的速率搅拌进行化学镀镍0.5～10min，离心分离，水洗涤数次。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田东，
申请(专利权)人：田东，
类型：发明
国别省市：广东;44