The invention belongs to the technical field of lithium ion batteries, and discloses a porous lithium manganate material with high charge and discharge capacity, a preparation method and application thereof. Methods: (1) Dissolve lithium nitrate and manganese nitrate in water to obtain mixed solution; add ammonium carbonate solution to mixed solution to obtain suspension; (2) remove the solvent in suspension to obtain powder; (3) sinter the powder under microwave to obtain porous LiMn2O4 material; the heating rate of microwave sintering is more than 30 C/min, and the sintering time is 10-60 min. The lithium manganate material of the invention has a unique porous structure and high charge and discharge capacity. At the same time, the process of the invention is simple and efficient, energy consumption is greatly reduced, and it is expected to be applied in large-scale industrialization. The lithium manganate material is used in the field of lithium ion batteries.
【技术实现步骤摘要】
一种高充放电容量多孔锰酸锂材料及制备方法与应用
本专利技术属于锂离子电池
,具体涉及一种高充放电容量多孔LiMn2O4材料及其制备方法与在锂离子电池中的应用。
技术介绍
自从1970年锂离子电池开始商业化,至今已有近50年的研究发展历史。其已经在我们日常生活中的各个方面有了大规模的应用,比如手机、笔记本电脑等便携式电子设备。而随着近几年全球气候问题的加剧,人们希望加快摆脱对传统燃料(石油、天然气)的依赖。其中最直接就是对传统内燃机驱动的汽车进行淘汰,这也导致了近几年电动汽车产业的极大的发展。而作为电动汽车最为关键的部分之一的动力电池的发展至关重要。锂离子电池由于其比容量高,循环寿命长,安全性好且环境友好被大量用作电动汽车的动力电池。众所周知,阴极材料的电化学性能是制约锂离子电池性能的关键。在近年来研究的阴极材料中,尖晶石型LiMn2O4由于其前驱体丰富,成本低,平台电势高,环境相容性等有点而成为研究热点。通常情况下,尖晶石型LiMn2O4的合成是使用机械混合,溶胶-凝胶合成,沉淀和Pechini方法制备前驱体,然后在高温下长时间煅烧来得到最终粉体。迄今为止,许多学者通过各种手段改进合成方法从而提高产物的性能。然而,这些方法都有一个共同的特征,前驱体都需要在高温(通常大于700℃)下煅烧相当长的时间(通常大于8小时),造成了极大的能源消耗。本专利技术采用极其简便的共沉淀-微波烧结方法合成了一种多孔LiMn2O4材料。本专利技术的方法不仅简单高效,制备时间短,所制备的LiMn2O4材料具有大量的多孔结构并具有较高的比容量和较好的循环性能。
技术实现思路
鉴于 ...
【技术保护点】
1.一种高充放电容量多孔锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将硝酸锂和硝酸锰溶解于水中,获得混合溶液;向混合溶液中滴加碳酸铵溶液,获得悬浊液;(2)去除步骤(1)的悬浊液中溶剂,获得粉体;(3)将步骤(2)的粉体进行微波烧结,得到多孔LiMn2O4材料即多孔锰酸锂材料;所述微波烧结的升温速率≥30℃/min,烧结的时间为10~60min。
【技术特征摘要】
1.一种高充放电容量多孔锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将硝酸锂和硝酸锰溶解于水中,获得混合溶液;向混合溶液中滴加碳酸铵溶液,获得悬浊液;(2)去除步骤(1)的悬浊液中溶剂,获得粉体;(3)将步骤(2)的粉体进行微波烧结,得到多孔LiMn2O4材料即多孔锰酸锂材料;所述微波烧结的升温速率≥30℃/min,烧结的时间为10~60min。2.根据权利要求1所述高充放电容量多孔锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述微波烧结的烧结温度为700~900℃。3.根据权利要求1所述高充放电容量多孔锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述微波烧结中烧结的时间为10~30min。4.根据权利要求3所述高充放电容量多孔锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述微波烧结的整个过程中所需的时间≤60min。5.根据权利要求1所述高充放电容量多孔锰酸锂材料...
【专利技术属性】
技术研发人员:王慧,刘霄昱,刘娉,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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