一种表面修饰改性的单晶富锂锰基正极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种表面修饰改性的单晶富锂锰基正极材料的制备方法，其包括：(1)配置前驱体溶液；(2)前驱体溶液喷雾干燥；(3)微波烧结；(4)表面活性剂辅助纳米颗粒修饰改性。本发明专利技术将喷雾干燥和微波烧结应用于制备单晶富锂锰基正极材料中，具备共沉淀法和高温固相烧结所不具备的生产周期短，环境友善、反应时间短、颗粒均匀、形貌规整的优点；表面活性剂辅助纳米颗粒修饰改性单晶富锂锰基正极材料，可以减低纳米颗粒表面能，减少纳米颗粒团聚现象使纳米颗粒均匀包覆在富锂锰基正极材料表面，均匀的纳米颗粒包覆层可以提高富锂锰基材料的首圈库仑效率，减少电极和电解液之间的副反应，提升循环性能，降低电压降。降低电压降。降低电压降。

【技术实现步骤摘要】
一种表面修饰改性的单晶富锂锰基正极材料的制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种表面修饰改性的单晶富锂锰基正极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池已经广泛应用于许多领域，包括便携式电子产品、电动汽车、电网存储等。然而，对于行驶里程超过500公里的电动汽车，需要更高的能量密度，而商业锂离子电池的能量密度正在达到极限，不能满足高能电池的宏伟要求，针对这个方面，化学式为xLi2MnO3·
(1
‑
x)LiTMO2(TM＝Ni，Co，Mn等)的富锂锰层状氧化物在液体电池中得到了广泛的研究，其可逆容量(>280mAh g
‑
1)
和能量密度(>1000Wh kg
‑1)比上述传统正极材料高得多，由于上述优点，富锂锰基正极材料正越来越受到研究者的广泛关注。但是其首次库伦效率低、电压衰减严重和倍率性能差制约了富锂材料的发展。
[0003]富锂锰基正极材料中多晶富锂锰虽然有较高比容量，但是其压实密度不如单晶高，且高电压下，随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面修饰改性的单晶富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)按所需化学计量比称取锂源、镍源、钴源、锰源，加入到去离子水中，再加入络合剂抑制金属盐沉淀，然后置于水浴锅中加热并充分搅拌，得到混合均匀的前驱体溶液；(2)将前驱体溶液置入喷雾干燥设备进行喷雾干燥，研磨筛分后得到富锂锰基材料前驱体粉末；(3)将上述富锂锰基材料前驱体粉末在含氧环境下进行微波烧结，得到未修饰的单晶富锂锰基正极材料；(4)将纳米颗粒和表面活性剂加入到溶剂中，充分搅拌混合，最后加入未修饰的单晶富锂锰基正极材料并进行超声处理，然后经过真空蒸发、烧结、研磨筛分获得表面修饰改性的单晶富锂锰基正极材料；其中，所述富锂锰基前驱体的化学式为Li
a
Ni
b
Co
c
Mn1‑
b
‑
c
(OH)2，1.05<a<1.2，0<b<1，0≤c<1；所述单晶富锂锰基正极材料的化学式为xLi2MnO3·
(1
‑
x)LiTMO2(TM＝Ni，Co，Mn)，0<x<1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的化学计量比为Li/TM＝(1.1
‑
1.5)：1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，锂源、镍源、钴源、锰源选自硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、草酸盐中的一种或几种的组合；络合剂为柠檬酸、氨水、蔗糖、葡萄糖中的任意一种，前驱体溶液溶度为0.1
‑
2mol/L；络合剂在前驱体溶液中的溶度为0.05
‑
0.2mol/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水浴锅的加热温度为70
‑
90℃，搅拌是采用磁力搅拌方式，转速为1000
‑
1500rmp，搅拌时间为1
‑
2h；所述步骤(4)中搅拌是采用磁力搅拌方式，转速为1000
‑
1500rmp，搅拌温度为25
‑
60℃，搅拌时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳洋，刘彦辰，张宗良，蒋良兴，贾明，刘丝靓，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：