一种锂离子电池用空心球形富锂锰基正极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用空心球形富锂锰基固溶体正极材料(Li1.2Mn0.54Ni0.33Co0.33O2)的制备方法，采用碳微球做模板，结合水热辅助均匀共沉淀的方法后经高温煅烧制备得到空心球形富锂锰基固溶体(Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2)锂离子电池正极材料。本发明专利技术使用一定量的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、蔗糖、和不同化学计量比的MnCl2.4H2O、CoCl2.6H2O、Ni(NO3)2.6H2O物质，通过溶剂热方法获得前驱体物质；再经过其与碳酸锂混合，低温预烧后经高温煅烧，得最终产物。这种空心球形结构的锂离子电池正极材料缩短了锂离子的扩散传输路径，有效的提高材料的离子和电子传输效率，具有优异的电化学性能。本发明专利技术制备方法工艺简单，操作简便，易于实现工业化生产，可用于锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用空心球形富锂锰基正极材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池正极材料
，主要面向锂离子电池领域的应用。
技术介绍
为了缓解能源紧缺、保护生态环境，必须转变不可持续的能源使用方式，大力发展对环境友好和可再生的清洁能源，如太阳能、风能等。然而这类清洁能源，其作用不连续，要想合理高效的利用该类能源,需要相应的能量储存设备。随着科技的进步和和社会的发展，大量的便携式的电子设备以及电动汽车等，涌入人们的生活中，这也迫切需要高性能电池的出现。锂离子电池具有较高的能量密度、功率密度、较高的工作电压、较好的循环性能和较低的自放电率等优点，成为人们广泛关注的焦点。锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液组成，其中正极材料和负极材料是锂离子电池的重要组成部分。目前锂离子电池负极材料比容量通常在300mAh/g以上，而正极材料的比容量则一直徘徊在150mAh/g。传统的正极材料LiCoO2容量低、成本高；而LiNiO2合成条件苛刻，可逆性差；价格相对低廉的LiFePO4离子电导率较差，而且实际放电比容量仅有160mAh/g。这些锂离子电池正极材料很难满足高容量、高能量密度电子产品的需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心球形富锂锰基固溶体(Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2)锂离子电池正极材料的制备方法。其特征在于：所述锂离子电池正极材料的制备方法包括如下步骤：采用碳微球做模板，结合水热辅助均匀共沉淀的方法后经高温煅烧制备得到空心球形富锂锰基固溶体(Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2)正极材料：(1)一定量的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、蔗糖溶解在80ml去离子水，搅拌5min。称取化学计量比的MnCl2.4H2O、CoCl2.6H2O、Ni(NO3)2.6H2O溶解在10ml去离子水中,加入到上述混合溶液中。称取化学计量比的碳酸氢铵溶解到10ml去离子水中，边搅拌...

【技术特征摘要】
1.一种空心球形富锂锰基固溶体(Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2)锂离子电池正极材料的制备方法。其特征在于：所述锂离子电池正极材料的制备方法包括如下步骤：采用碳微球做模板，结合水热辅助均匀共沉淀的方法后经高温煅烧制备得到空心球形富锂锰基固溶体(Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2)正极材料：(1)一定量的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、蔗糖溶解在80ml去离子水，搅拌5min。称取化学计量比的MnCl2.4H2O、CoCl2.6H2O、Ni(NO3)2.6H2O溶解在10ml去离子水中,加入到上述混合溶液中。称取化学计量比的碳酸氢铵溶解到10ml去离子水中，边搅拌边逐滴加入上述混合溶液。取混合溶液80ml转移到100ml反应釜中，密封，200℃下加热20h,自然冷却。(2)将步骤(1)中得到的沉淀物收集，依次用蒸馏水和乙醇洗涤三次，60℃下真空干燥12h，得到沉淀物前驱体。将前躯体与化学计量比的碳酸锂混合研磨，低温预烧后经高温煅烧，取出研磨并过200目筛，得最终产物。2.如权利要求1所述的离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述模板由十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和蔗糖组成。3.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入量为0.00lmol～0.0lmol，其中优选0.001mol，蔗糖加入量为0.001mol～0.02mol，其中优选0.001mol～0.012mol。4.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所使用的金属盐为MnCl2.4H2O、CoCl2.6H2O、Ni(NO3)2.6H2O。5.如权利要求1所述的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会峰，张瑜，孙根班，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11