The invention relates to a preparation method of high-performance nickel-magnesium co-doped spinel lithium manganate LiNixMg0.05Mn1.95 The concrete method is to prepare dopant dispersing liquid, fuel dispersing liquid, mixing and synthesizing products. After mechanical stirring, the mixture slurry is obtained. Then it is placed in a ceramic crucible, and then put into a muffle furnace with preset temperature of 500 C. The reaction time is 1 h in air. The mixture is cooled in air, grinded and roasted in a muffle furnace at 650 C for 6 h. The mixture slurry is taken out of the muffle furnace at air temperature of 500 C. LiNixMg0.05Mn1.95 The rate performance of the nickel-magnesium co-doped lithium manganate cathode material synthesized by the invention is obviously superior to that of the existing LiMn2O4. The method has the advantages of easy mixing uniformity in solid-liquid-water system, short mixing time by mechanical stirring, direct heating of mixed slurry without drying for combustion reaction, and simple preparation method, fast preparation and excellent electrochemical performance.
【技术实现步骤摘要】
一种高性能镍镁共掺杂尖晶石型锰酸锂材料的制备方法
本专利技术涉及一种高性能镍镁共掺杂尖晶石型锰酸锂材料和所述镍镁共掺杂锰酸锂LiNixMg0.05Mn1.95-xO4材料的制备方法,属于锂离子电池正极材料
技术介绍
锂离子电池(LIB)广泛用于电动和混合动力电动汽车(EV/HEV),还用于储能系统(ESS)。具有三维晶体结构的尖晶石型LiMn2O4以其比容量高、成本低、环境友好和无记忆效应等优点受到了广泛的关注。然而尖晶石型LiMn2O4存在Jahn-Teller效应,导致在充放电循环过程中容量快速衰减,尤其在高温条件下(≧55℃),从而制约其发展。目前,为解决尖晶石型LiMn2O4容量衰减的研究主要集中在包覆和元素掺杂。阳离子掺杂主要集中在掺杂小含量的过渡金属元素,比如Fe、Al、Mg、Ni、Cu、Co等。结果表明,掺杂合适的阳离子取代Mn3+,可以抑制Jahn-Teller效应,提高材料的结构稳定性。但是,Mn3+的含量减小会使初始放电比容量降低,并且还会存在一定的Jahn-Teller效应。因此,本专利技术通过掺杂镍和镁离子,在抑制Jahn-Teller效应的基础上,利用镍和镁离子的协同作用来提高材料的结构稳定性,改善其电化学性能。例如XiangMW等人,题目“Rapidsynthesisofhigh-cyclingperformanceLiMgxMn2-xO4(x≤0.20)cathodematerialsbyalow-temperaturesolid-statecombustionmethod”,《ElectrochemicaActa》 ...
【技术保护点】
1.一种高性能镍镁共掺杂尖晶石型锰酸锂材料的制备方法,以碳酸锂为锂源、碳酸锰为锰源、醋酸镍为镍掺杂剂和醋酸镁为镁掺杂剂,按照化学计量比Li: Mn: Ni: Mg =1: (1.95‑x) : x : 0.05 (x=0.03‑0.15)配比原料,添加原料总质量的5 wt.%柠檬酸为燃料。其特征在于该方法的步骤如下:A、制备掺杂剂分散液按照化学计量比Li: Mn: Ni: Mg =1: (1.95‑x) : x : 0.05 (x=0.03‑0.15)称量固体醋酸镍和醋酸镁,然后以克计醋酸镍和醋酸镁的总质量,以毫升计去离子水的体积,按照质量与体积比为1:5‑10,将醋酸镍和醋酸镁添加到去离子水中,使醋酸镍和醋酸镁完全溶解,得到均匀的镍镁掺杂剂分散液。B、制备燃料剂分散液按照以克计柠檬酸和以毫升计去离子水的比为1: 1‑5,将柠檬酸燃料加到去离子水中,充分溶解得到一种均匀的燃料剂分散液。C、混合按照化学计量比Li: Mn =1: (1.95‑x) (x=0.03‑0.15)称量固体碳酸锂和碳酸锰置于烧杯中,然后按照化学计量比Li: Mn: Ni: Mg =1: (1.95‑x) : x ...
【技术特征摘要】
1.一种高性能镍镁共掺杂尖晶石型锰酸锂材料的制备方法,以碳酸锂为锂源、碳酸锰为锰源、醋酸镍为镍掺杂剂和醋酸镁为镁掺杂剂,按照化学计量比Li:Mn:Ni:Mg=1:(1.95-x):x:0.05(x=0.03-0.15)配比原料,添加原料总质量的5wt.%柠檬酸为燃料。其特征在于该方法的步骤如下:A、制备掺杂剂分散液按照化学计量比Li:Mn:Ni:Mg=1:(1.95-x):x:0.05(x=0.03-0.15)称量固体醋酸镍和醋酸镁,然后以克计醋酸镍和醋酸镁的总质量,以毫升计去离子水的体积,按照质量与体积比为1:5-10,将醋酸镍和醋酸镁添加到去离子水中,使醋酸镍和醋酸镁完全溶解,得到均匀的镍镁掺杂剂分散液。B、制备燃料剂分散液按照以克计柠檬酸和以毫升计去离子水的比为1:1-5,将柠檬酸燃料加到去离子水中,充分溶解得到一种均匀的燃料剂分散液。C、混合按照化学计量比Li:Mn=1:(1.95-x)(x=0.03-0.15)称量固体碳酸锂和碳酸锰置于烧杯中,然后按照化学计量比Li:Mn:Ni:Mg=1:(1.95-x):x:0.05(x=0.03-0.15),准确加入以毫升计的镍镁掺杂剂分散液(步骤A所得),再准确加入以毫升计的柠檬酸燃料剂分散液(步骤B所得),最后机械搅拌一定时间得到一种均匀混合物浆料。D、合成产物将所得到的均匀混合物浆料移入瓷坩埚中,然后将装有混合物浆料的瓷坩...
【专利技术属性】
技术研发人员:向明武,于月,白红丽,郭俊明,苏长伟,刘晓芳,白玮,
申请(专利权)人:云南民族大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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