一种多孔空心球形富锂锰基正极材料的超声雾化制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池电极材料的技术领域，涉及一种采用超声雾化技术制备一种多孔空心球形富锂锰基正极材料的方法。该方法先将可溶于水的锂源、镍源、钴源、锰源和金属螯合剂按照所需摩尔比溶于去离子水，水浴锅中继续搅拌并回流，搅拌8~20小时后得到用于雾化的前驱体溶液，然后利用超声雾化仪将得到的混合溶液雾化成雾滴，在抽真空系统的辅助下将雾滴载入管式炉，使雾滴变成前驱体粉末，最后在空气或氧气的氛围中煅烧，得到多孔空心球形富锂锰基正极材料粉末。本发明专利技术有效控制了富锂锰基正极材料的化学成分、相成分和粒径，制备的多孔空心球形富锂锰基正极材料振实密度高，粒度分布均匀，电化学性能优良，产率高，适合工业化生产。

Ultrasonic atomization preparation of a porous hollow spherical lithium manganese rich cathode material

The invention belongs to the technical field of lithium ion battery electrode materials, and relates to a porous hollow spherical lithium manganese base cathode material prepared by ultrasonic atomization technology. The lithium source, water soluble nickel, cobalt and manganese source source source and a metal chelating agent according to the required ratio of dissolved in deionized water, water bath reflux and continue to stir, stir after 8~20 hours for precursor solution spray, and then use the ultrasonic nebulizer will be atomized into a mixed solution the droplet, in auxiliary vacuum pumping system under the droplet loading tube furnace, so that the droplets become the precursor powder, finally in the air or oxygen atmosphere calcination, obtain porous hollow spherical lithium rich manganese based cathode material powder. The invention effectively controls the chemical composition, phase composition and particle size of the lithium rich manganese based cathode material. The porous hollow spherical lithium manganese base cathode material prepared by the invention has high compaction density, uniform particle size distribution, excellent electrochemical performance and high yield, and is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔空心球形富锂锰基正极材料的超声雾化制备方法
：本专利技术涉及一种多孔空心球形富锂锰基正极材料的超声雾化制备方法，属于锂离子电池材料制备
技术背景锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和绿色环保等优点，已经广泛应用于便携式电子产品、新能源交通工具、电动工具、军事装备、航空航天和储能电源系统等多个领域，被认为是21世纪对国民经济和人民生活具有重要意义的高新技术产品。伴随着电动汽车、智能电网以及大规模储能领域的蓬勃发展,开发具有高工作电压和高能量密度的锂离子电池逐渐成为行业的研究热点。正极材料是直接影响着电池的能量密度、比功率特性、温度特性及安全特性等锂离子电池性能的关键因素。目前已经商业化的锂离子电池正极材料主要是LiCoO2、LiFePO4、LiMnO2和LiMO2(M为Co、Mn和Ni中的两种以上)，但是其较低的电化学容量(实际容量一般低于200mAh·g-1)严重制约了其在下一代高能量密度锂离子电池中的应用。近年来，富锂锰基正极材料xLi2MnO3·LiNiyCozMn1-y-zO2(0<x本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔空心球形富锂锰基正极材料的超声雾化制备方法，其特征在于：1）分别将可溶性Li、Ni、Co、Mn的化合物按1.2：

【技术特征摘要】
1.一种多孔空心球形富锂锰基正极材料的超声雾化制备方法，其特征在于：1）分别将可溶性Li、Ni、Co、Mn的化合物按1.2：x：y：z摩尔比溶于去离子水，充分搅拌得到澄清的混合溶液，其中x+y+z=0.8;2）在混合溶液中加入金属离子鳌合剤并搅拌3～6小时，之后用氨水或乙二胺调节上述溶液的PH值，PH值范围是5～7；3）将混合溶液放置于温度为40～70℃的水浴锅中继续搅拌并回流，搅拌8～20小时后得到用于雾化的前驱体溶液；4）用超声雾化制备系统将得到的前驱体溶液雾化成小雾滴，利用抽真空系统让小雾滴通过刚玉管式炉或石英管式炉，雾滴通过管式炉的速度为0.5～3cm/s，小雾滴干燥后成为前驱体粉末，用粉末收集器收集前驱液粉末，即球形富锂锰基前驱体粉末；5）将收集到的球形富锂锰基前驱体粉末置于马弗炉或气氛炉中，在空气或氧气氛围下分两阶段煅烧：①第一阶段：煅烧温度为450～600℃，从室温升到煅烧温度的升温速率为1～5℃/分钟，煅烧时间为3～8小时；②第二阶段：煅烧温度为750～900℃，从第一阶段煅烧温度升到第二阶段煅烧温度的升温速率为2～10℃/分钟，煅烧时间为3～36小时；煅烧完毕后随炉降温至室温，得到本发明所述的多孔空心球形富锂锰基正极材料Li1.2NixCoyMnzO2。2.根据权利要求1所述的一种多孔空心球形富锂锰基正极材料的超声雾化制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶剑铭，林应斌，林志雅，黄志高，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35