一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法，本发明专利技术所制备LiMnPO4/C锂离子电池正极材料，具有良好的循环效率和更小的电荷转移阻力，电导率更好，从而有效地提高了锂离子电池正极材料的能量密度，有效解决了目前LiMnPO4应用在锂离子电池正极材料时所面临的容量衰减及低电导率等问题。面临的容量衰减及低电导率等问题。面临的容量衰减及低电导率等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别是一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]由于相较于广泛研究的LiFePO4材料，LiMnPO4具有相同的放电理论容量，且成本更低，具有更高的工作电位平台，提供的能量密度比LiFePO4材料高出20％，因此LiMnPO4材料适用作为锂离子电池的正极材料。然而，LiMnPO4的电子导电性和离子电导率很低，且Mn
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Teller畸变，会导致LiMnPO4的速率和循环性能较差，通过金属掺杂、碳包覆、减小颗粒尺寸等方法可有效改善LiMnPO4的电化学性能。因此，为解决目前LiMnPO4应用在锂离子电池正极材料时所面临的容量衰减及低电导率等问题，需要提供一种具有良好效果的磷酸锰锂碳(LiMnPO4/C)锂离子电池正极材料的制备方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0005]步骤1：制备磷酸锰，将0.012mol四水醋酸锰均匀地分散在50mL去离子水中，加入2mL磷酸溶液，随后向溶液中滴加硝酸，收集沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗三次，再进行干燥；
[0006]步骤2：制备磷酸锰锂碳前驱体，将步骤1制备得到的磷酸锰与0.012mol LiOH混合，加入50mL去离子水中，同时向溶液中加入柠檬酸，进行磁力搅拌，冷冻干燥，研磨；
[0007]步骤3：制备LiMnPO4/C，将步骤2得到的磷酸锰锂碳前驱体在氮气氛围中和700℃温度下煅烧6h，得到LiMnPO4/C正极材料。
[0008]更进一步的技术方案是，所述步骤1中滴加硝酸直至溶液的pH为4。
[0009]更进一步的技术方案是，所述柠檬酸相对磷酸锰的质量分数为12％。
[0010]本专利技术具有以下优点：
[0011]通过本专利技术所提供的制备方法得到碳包覆的LiMnPO4正极材料，增加了正极材料的电导率，能够缩短锂离子的扩散长度，减小体积的变化；正极材料表现出更高的比容量，良好的循环效率和导电率，有效地提高了锂离子电池正极材料的能量密度。
附图说明
[0012]图1是本专利技术得到的LiMnPO4/C锂离子电池正极材料的扫描电子显微镜照片；
[0013]图2是本专利技术得到的LiMnPO4/C锂离子电池正极材料的X射线衍射图；
[0014]图3是本专利技术得到的锂离子电池的电池循环性能图；
[0015]图4是本专利技术得到的锂离子电池的等效电路电化学阻抗测试图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0017]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本实施例中，一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法的具体操作步骤如下：
[0019](1)制备磷酸锰，将0.012mol四水醋酸锰均匀地分散在50mL去离子水中，加入2mL磷酸(H3PO4)溶液，随后向溶液中滴加硝酸，直至溶液的pH为4，收集沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗三次，再进行干燥；
[0020](2)制备磷酸锰锂碳前驱体，将步骤1制备得到的磷酸锰与0.012mol LiOH混合，加入50mL去离子水中，同时向溶液中加入质量分数为12％(相对磷酸锰)的柠檬酸，进行磁力搅拌，冷冻干燥，研磨；
[0021](3)制备LiMnPO4/C，将步骤2得到的磷酸锰锂碳前驱体在氮气氛围中和700℃温度下煅烧6h，得到LiMnPO4/C正极材料。
[0022]本专利技术得到的LiMnPO4/C锂离子电池正极材料的扫描电子显微镜照片和X射线衍射图分别如图1和图2所示，本专利技术得到的锂离子电池的电池循环性能图和等效电路电化学阻抗测试图分别如图3和图4所示，由测试结果可以看出，所制备LiMnPO4/C锂离子电池正极材料，具有良好的循环效率和更小的电荷转移阻力，电导率更好，从而有效地提高了锂离子电池正极材料的能量密度，有效地解决了LiMnPO4/C作为正极材料在实际应用中的问题。
[0023]尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰锂碳锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1：制备磷酸锰，将0.012mol四水醋酸锰均匀地分散在50mL去离子水中，加入2mL磷酸溶液，随后向溶液中滴加硝酸，收集沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗三次，再进行干燥；步骤2：制备磷酸锰锂碳前驱体，将步骤1制备得到的磷酸锰与0.012mol LiOH混合，加入50mL去离子水中，同时向溶液中加入柠檬酸，进行磁力搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁洪运，贾秋荣，董永锋，冯元，
申请(专利权)人：郑州比克电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：