一种具有梭形形貌的多孔微纳结构锂离子电池富锂正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有梭形形貌的多孔微纳结构锂离子电池富锂正极材料及其制备方法。本发明专利技术的方法是首先将锂源、金属盐加入到溶剂中并搅拌成均一溶液，再向该溶液中加入沉淀剂，在油浴条件下进行共沉淀反应，得到前驱体粉末；然后将前驱体粉末进行预烧、煅烧，得到本发明专利技术的具有梭形形貌的多孔微纳结构富锂正极材料。本发明专利技术所得材料的多孔结构不仅能有效提高活性粒子的比表面积，增大活性粒子与电解液的接触面积，而且能够缩短锂离子和电子的扩散路径，提高材料的倍率性能；同时结晶度高，颗粒粒径分布均匀，具有优异的循环性能和良好的倍率性能，能满足动力锂离子储能和动力电池的使用要求，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术应用于锂离子电池正极材料及电化学领域，涉及一种具有梭形形貌多孔微纳结构高性能锂离子电池富锂正极材料及其制备方法。
技术介绍
随着全球性的石油资源紧缺与气候环境不断恶化，能源和环境己经成为人类社会发展面临着的两个首要问题。新能源、再生清洁能源的开发以及能源的存储与转换已经成为世界各国政府和科学研究者的共同课题。其中锂离子电池以比能量高，良好的循环性能，自放电率低，无记忆效应和环境友好等优点已广泛应用于便携式电子产品、新能源汽车、航空航天及国防军事等领域。在锂离子电池二十余年的发展历程中，正极材料发展相对缓慢成为阻碍高容量锂离子电池发展的瓶颈。对于锂离子电池负极材料，其比容量通常在300mAhg-1以上，而正极材料比容量始终徘徊在150mAhg-1左右。正极材料比容量低成为制约锂离子电池性能进一步发展的关键。因此，发展一种工作电压和比容量均高的正极材料已成为当今研究的热点。富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M为Ni，Co，Mn等过渡金属)由于其具有高的可逆比容量(200-300mAhg-1)，较好的循环稳定性和热稳定性，较高的工作电压，价格低廉以及对环境友好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有梭形形貌的多孔微纳结构锂离子电池富锂正极材料，其通式为xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2，其中，M为Mn、Ni、Co的一种或两种以上，0<x<1，其特征在于：该材料的外观形貌为梭形形貌，粒子大小分布均匀且具有多孔结构，梭形的长度为2～6μm，宽为1～2μm。

【技术特征摘要】
1.一种具有梭形形貌的多孔微纳结构锂离子电池富锂正极材料，其通式为xLi2MnO3·(1-x)LiMO2，其中，M为Mn、Ni、Co的一种或两种以上，0<x<1，其特征在于：该材料的外观形貌为梭形形貌，粒子大小分布均匀且具有多孔结构，梭形的长度为2～6μm，宽为1～2μm。2.权利要求1所述的具有梭形形貌的多孔微纳结构锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将过渡金属锰、镍、钴盐加入到溶剂中得到均匀的过渡金属离子溶液，其中过渡金属离子的总浓度为0.05～0.5mol/L，锰、镍、钴的摩尔比为(1+2x)/3：(1-x)/3：(1-x)/3，其中0≤x≤1；然后向该溶液中加入锂源，搅拌成均一溶液后，再加入过量的沉淀剂，搅拌均匀；(2)将步骤(1)所得溶液置于油浴釜中进行共沉淀反应；反应温度控制为50～120℃，反应时间为6～20小时，反应完成后，将所得产物在60～100℃下蒸发得到粉红色沉淀；(3)将步骤(2)所得沉淀物于80～120℃条件下干燥10～48小时，得到前驱体粉末；(4)将前驱体粉末置于反应窑炉中在控制气氛下预烧，再升温煅烧，随炉冷却至室温，即得到具有梭形形貌的多孔微纳结构富锂正极材料。3.根据权利要求2所述的具有梭形形貌的多孔微纳结构锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述过渡金属锰、镍、钴盐为锰、镍、钴的硝酸盐、硫酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王先友，王钢，余睿智，义丽玲，刘梅红，杨秀康，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43