一种SiO2包覆的镍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SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，以氯化镍、硝酸锰和硝酸锂为原料，并加入醋酸铵，将原料溶于去离子水中后进行超声处理，然后进行烧结，制得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；然后将SiO2粉末与无水乙醇混合，超声后搅拌制成胶状物，将所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末与所制备的胶状物进行混合，烘干后烧结，得到SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。该SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料在循环50次后比容量保持保持率为88.9％，极大提高了镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的循环稳定性能。

Preparation of SiO2 coated lithium nickel permanganate cathode material

The invention discloses a preparation method of SiO2 coated nickel manganate LiNi0.5Mn1.5O4 cathode material, using nickel chloride, manganese nitrate and lithium nitrate as raw materials and adding ammonium acetate. The raw materials are dissolved in deionized water after ultrasonic treatment, and then sintered to produce lithium nickel manganate LiNi0.5Mn1.5O4 cathode material; then SiO2 is made. The powder is mixed with anhydrous ethanol and stirred to form a colloidal substance after ultrasonic. The powder of LiNi0.5Mn1.5O4 cathode material of lithium manganate is mixed with the prepared colloid, and then dried and sintered to get SiO2 coated lithium LiNi0.5Mn1.5O4 cathode material. The retention rate of the SiO2 lithium manganate LiNi0.5Mn1.5O4 positive electrode coated with the SiO2 is 88.9% after circulation, which greatly improves the cyclic stability of the lithium manganate LiNi0.5Mn1.5O4 cathode material.

【技术实现步骤摘要】
一种SiO2包覆的镍锰酸锂正极材料的制备方法
本专利技术涉及废气处理
，具体涉及一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法。
技术介绍
随着电动汽车的发展,对于电极材料的要求越来越高,尤其是正极材料,镍锰酸锂正极材料具有较高的电压平台,因此作为动力电池材料具有广泛的应用前景。目前，镍锰酸锂材料在使用中存在电化学循环性能比较差的问题。为解决这一问题，目前的研究主要集中在金属离子掺入替代部分锰离子，不同元素掺杂后镍锰酸锂材料的电压会发发生变化。镍锰酸锂的掺杂包括金属离子掺杂和非金属离子掺杂，金属离子的掺杂主要是采用与O-2键合能力较强的离子取代部分Ni2+,某些金属离子的掺入可以提高电池的工作电压，而掺入非金属离子主要是采用电负性大的离子取代部分O-2。MohamedAklalouch等采用燃烧法合成了LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4正极材料粉末，将蔗糖与反应原料混合后燃烧得到初步产物，初步产物在不同温度下进行结晶化处理，制备颗粒尺寸大小不同的粉末材料。研究者重点研究了不同颗粒尺寸的材料在25，55℃下的电化学性能，研究表明，合成温度较低、颗粒尺寸小的粉末表现出较高的容量，但是颗粒尺寸小的粉末表现出较差的循环稳定性，750℃条件下处理的材料在55℃下循环不到40次比容量降到80mAh/g以下
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，以氯化镍、硝酸锰和硝酸锂为原料，并加入醋酸铵，制得纯相镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料，并对该正极材料进行SiO2包覆，所得SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料在循环50次后比容量保持保持率为88.9％，极大提高了镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的比容量保持率和循环稳定性能。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)称取0.65g氯化镍、2.72g硝酸锰和0.4g醋酸铵，将三者溶于去离子水中，然后在50℃下进行超声处理，超声时间为30min,然后在溶液中加入0.70g硝酸锂，继续超声处理20min，得到反应物一；(2)将所得反应物一放入烘箱进行高温烧结，烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；(3)将SiO2粉末与无水乙醇混合，放在超声波中超声处理1h，将超声后的物质搅拌制成胶状物；(4)将步骤(3)所得胶状物与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料混合均匀，放入烘箱中于50℃烘干，然后进行烧结，先升温至450℃保温1h，再升温至600℃下烧结3h，得到SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(1)所述超声处理的超声频率为15-20KHz。前述的一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(2)烧结的具体过程为：先升温至600℃保温1h,然后升温至1050℃烧结2h。前述的一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(3)所述超声处理的超声频率为15KHz，SiO2与无水乙醇的固液比为SiO2(g)：无水乙醇(ml)＝1:5。前述的一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(4)所得SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的首次放电比容量为128mAh/g,循环50次后，该SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的比容量保持在115mAh/g。本专利技术以氯化镍、硝酸锰和硝酸锂为原料，并加入醋酸铵，制得的纯相镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料在循环50次后，比容量保持率为58.3％，对该镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料进行SiO2包覆后，在循环50次后，该SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的比容量保持率为88.9％，极大提高了电极材料的比容量保持率和循环稳定性能。具体实施方式以下参照具体的实施例来说明本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术，其不以任何方式限制本专利技术的范围。实施例1(1)称取0.65g氯化镍、2.72g硝酸锰和0.4g醋酸铵，将三者溶于去离子水中，然后在50℃下进行超声处理，超声频率为15-20KHz，超声时间为30min,然后在溶液中加入0.70g硝酸锂，继续超声处理20min，得到反应物一；(2)将所得反应物一放入烘箱进行高温烧结，先升温至600℃保温1h,然后升温至1050℃烧结2h,烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；(3)将SiO2粉末与无水乙醇混合，放在超声波中超声处理1h，超声频率为15KHz，将超声后的物质搅拌制成胶状物；其中SiO2与无水乙醇的固液比为SiO2(g)：无水乙醇(ml)＝1:5；(4)将步骤(3)所得胶状物与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料混合均匀，放入烘箱中于50℃烘干，然后进行烧结，先升温至450℃保温1h，再升温至600℃下烧结3h，得到SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。经测试，所得纯相镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料首次放电比容量为120mAh/g,循环50次后，比容量为70mAh/g。SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的首次放电比容量为128mAh/g,循环50次后，该SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的比容量保持在115mAh/g。说明对镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料进行SiO2包覆后，提高了材料的循环稳定性能。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术做任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)称取0.65g氯化镍、2.72g硝酸锰和0.4g醋酸铵，将三者溶于去离子水中，然后在50℃下进行超声处理，超声时间为30min,然后在溶液中加入0.70g硝酸锂，继续超声处理20min，得到反应物一；(2)将所得反应物一放入烘箱进行高温烧结，烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；(3)将SiO2粉末与无水乙醇混合，放在超声波中超声处理1h，将超声后的物质搅拌制成胶状物；(4)将步骤(3)所得胶状物与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料混合均匀，放入烘箱中于50℃烘干，然后进行烧结，先升温至450℃保温1h，再升温至600℃下烧结3h，得到SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。

【技术特征摘要】
1.一种SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)称取0.65g氯化镍、2.72g硝酸锰和0.4g醋酸铵，将三者溶于去离子水中，然后在50℃下进行超声处理，超声时间为30min,然后在溶液中加入0.70g硝酸锂，继续超声处理20min，得到反应物一；(2)将所得反应物一放入烘箱进行高温烧结，烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；(3)将SiO2粉末与无水乙醇混合，放在超声波中超声处理1h，将超声后的物质搅拌制成胶状物；(4)将步骤(3)所得胶状物与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料混合均匀，放入烘箱中于50℃烘干，然后进行烧结，先升温至450℃保温1h，再升温至600℃下烧结3h，得到SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。2.如权利要求1所述的SiO2包覆的镍锰酸锂LiNi0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓凤，陶亚萍，赵阿珂，韩礼刚，杜军毅，
申请(专利权)人：洛阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41