一种掺杂锰酸锂及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于材料合成技术领域，尤其涉及一种掺杂锰酸锂的制备方法，包括步骤：S1，先利用可溶性锰盐制备粒径分布可控的锰系前驱体，将掺杂物质与锰系前驱体均匀混合得到混合物A；或者将可溶性锰盐和掺杂物质直接混合，以此制备含有粒径分布可控的锰系前驱体和掺杂物质的混合物A；S2，对混合物A进行预处理；S3，将预处理后的混合物A与锂盐混合，得到混合物B；S4，将混合物B在空气或者氧化性气氛中升温进行固相烧结反应，得到粒径可控的掺杂锰酸锂。另外，本发明专利技术还涉及一种掺杂锰酸锂及其在锂离子电池中的应用。相比于现有技术，本发明专利技术制得球形单晶锰酸锂，抑制锰酸锂材料中(111)晶面的生长，改善锰酸锂材料的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂锰酸锂及其制备方法、应用
本专利技术属于材料合成
，尤其涉及一种掺杂锰酸锂及其制备方法、应用。
技术介绍
锂离子电池在人们日常生活中的用途越来越广泛。目前商用的锂离子电池正极材料主要为磷酸铁锂、钴酸锂或三元镍钴锰固溶体材料，但是它们的成本依然相对较高。对于锂离子电池市场而言，低成本的锂离子电池正极材料依然具有非常大的市场吸引力。尖晶石型锰酸锂作为一种锂离子电池正极材料，它除了具有合成条件低、锰矿资源丰富、材料的成本低廉的优点，同时锰酸锂正极材料还具有较高的充放电电压平台、较好的耐过充能力、优异的倍率性能等优点。因此，锰酸锂正极材料在成本较敏感的锂离子电池市场仍然具有广阔的空间。然而，锰酸锂正极材料在充/放电过程中容量衰减较快，在较高温度下其循环性能表现更差。锰酸锂正极材料制备的锂离子电池循环性能较差的原因包括以下几个方面(1)Mn3+离子发生歧化反应生成的Mn2+溶解到电解液中，并且这个过程在较高温度下更容易发生；(2)循环过程中Mn2+离子的溶解导致材料结构性失氧生成氧缺陷，导致晶体结构不完整，不在具有电化学活性(3)充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂锰酸锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，先利用可溶性锰盐制备粒径分布可控的锰系前驱体，将掺杂物质与所述锰系前驱体均匀混合得到混合物A；或者将可溶性锰盐和掺杂物质直接混合，以此制备含有粒径分布可控的锰系前驱体和掺杂物质的混合物A；/nS2，对所述混合物A进行预处理；/nS3，将预处理后的所述混合物A与锂盐混合，得到混合物B；/nS4，将所述混合物B在空气或者氧化性气氛中升温进行固相烧结反应，得到粒径可控的掺杂锰酸锂。/n

【技术特征摘要】
1.一种掺杂锰酸锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，先利用可溶性锰盐制备粒径分布可控的锰系前驱体，将掺杂物质与所述锰系前驱体均匀混合得到混合物A；或者将可溶性锰盐和掺杂物质直接混合，以此制备含有粒径分布可控的锰系前驱体和掺杂物质的混合物A；
S2，对所述混合物A进行预处理；
S3，将预处理后的所述混合物A与锂盐混合，得到混合物B；
S4，将所述混合物B在空气或者氧化性气氛中升温进行固相烧结反应，得到粒径可控的掺杂锰酸锂。


2.根据权利要求1所述的掺杂锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述掺杂物质包括氧化物、无机盐和有机盐中的至少一种，所述掺杂物质中含有元素M，所述元素M为Ti、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Bi、Yb、Lu、B、Y和Sc中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的掺杂锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述元素M的总物质的量与所述锰系前驱体中锰元素的物质的量之比为1：(10～1000)。


4.根据权利要求1所述的掺杂锰酸锂的制备方法，其特征在于，所述固相烧结反应包括一次烧结，所述一次烧结采用分段式加热，包括以下操作：
1)以2～20℃/min的速率升温至350～450℃，保温1h～10h；
2)以2～20℃/min的速率升温至450～700℃，保温2h；
3)以2～20℃/min的速率升温至750～950℃，保温1～24h。


5.根据权利要求4所述的掺杂锰酸锂的制备方法，其特征在于，第1)阶段的升温加热时间至少为30min，第2)阶段的升温加热时间为1～10h。...

【专利技术属性】
技术研发人员：方刚，赵孝连，杨亮亮，陈月升，蒋凯，闵婷，
申请(专利权)人：高点深圳科技有限公司，贵州高点科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44