一种聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)称取化学计量比的碳酸锂、二氧化锰、氧化镍和卤化铵，加入乙醇或者水，研磨混合，将得到的混合物放在烘箱中烘干，然后烧结得到卤族元素掺杂的镍锰酸锂正极材料；(2)配制一定浓度的聚酰胺酸溶液，加入步骤(1)得到的镍锰酸锂正极材料，搅拌，抽滤，干燥，保护气氛下进行热酰亚胺化反应，得到改性镍锰酸锂正极材料；本发明专利技术得到的改性镍锰酸锂材料，在1C倍率下循环200次后，常温下容量保持率为90.8%，高温55℃下容量保持率为88.5%，极大提高了镍锰酸锂正极材料常温及高温下的比容量和循环稳定性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法
本专利技术涉及一种聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法，属于锂离子二次电池正极材料领域。
技术介绍
目前，在锂电池中，正极材料不仅作为电极材料直接参与电化学反应，而且是反应中锂离子的主要提供者，其性能直接影响电池的各项特性和指标，是锂电池技术的核心和关键。作为目前正极材料的研究热点之一，高电压尖晶石型镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4)具有放电电压高、能量密度高、安全性优异、成本相对低廉等优点。镍锰酸锂的能量密度达到650Whkg-1,显著高于传统材料的能量密度如钴酸锂（518Whkg-1)、锰酸锂（400Whkg-1)、磷酸铁锂（495Whkg-1)，并且镍锰酸锂正极材料制备进程中不需要气氛保护，可以直接在空气气氛下烧结合成，所以其很适合规模化生产，具有极大的研究价值和应用前景。由于镍锰酸锂正极材料具有4.7V的高电压平台导致该材料在充放电过程中存在倍率性能和循环性能较差等问题。主要原因是：一、在充放电过程中镍锰酸锂材料的结构被破坏，使锂离子不能正常回嵌，造成容量衰减；二、其高电压使电解液分解，分解产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1) 称取化学计量比的碳酸锂、二氧化锰、氧化镍和卤化铵，加入乙醇或者水，研磨混合，将得到的混合物放在烘箱中烘干，然后烧结得到卤族元素掺杂的镍锰酸锂正极材料；(2)称取化学计量比的均苯二酸酐和4，4′‑二氨基二苯醚，以二甲基乙酰胺为溶剂，合成浓度为10%的聚酰胺酸溶液，随后配制一定浓度的聚酰胺酸溶液，加入步骤(1)得到的卤族元素掺杂的镍锰酸锂正极材料，搅拌，抽滤，干燥，然后在氮气气氛下进行热酰亚胺化反应，得到聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料；所述的卤化铵选自氟化铵、氯化铵或溴化铵。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)称取化学计量比的碳酸锂、二氧化锰、氧化镍和卤化铵，加入乙醇或者水，研磨混合，将得到的混合物放在烘箱中烘干，然后烧结得到卤族元素掺杂的镍锰酸锂正极材料；(2)称取化学计量比的均苯二酸酐和4，4′-二氨基二苯醚，以二甲基乙酰胺为溶剂，合成浓度为10%的聚酰胺酸溶液，随后配制一定浓度的聚酰胺酸溶液，加入步骤(1)得到的卤族元素掺杂的镍锰酸锂正极材料，搅拌，抽滤，干燥，然后在氮气气氛下进行热酰亚胺化反应，得到聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料；所述的卤化铵选自氟化铵、氯化铵或溴化铵。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳酸锂、氧化镍和二氧化锰的摩尔比Li:Ni:Mn=1.05:0.5:1.5，卤化铵的加入量为x摩尔（x=0.02，0.03，0.04或0.05），得到卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料LiNi0.5Mn1.5O4-xFX，LiNi0.5Mn1.5O4-xClX，LiNi0.5Mn1.5O4-xBrX。3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中研磨混合，为砂磨混合，砂磨转速为2000转/min，时间为1~3h。4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺包覆卤族元素掺杂的镍锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中烘干温度为105±2℃。5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺包覆、卤族元素掺杂改性的镍锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中烧结温度为900℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏爱佳，李文，李晓辉，白薛，张利辉，刘振法，
申请(专利权)人：河北省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13