本发明专利技术提供一种用于二次锂电池正极活性材料的锂锰复合氧化物，其特征在于，所述锂锰复合氧化物由通式Ｍｎ－Ｏ／Ｍ－Ｍｎ－Ｏ＠Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ１２（Ｉ）表示，式（Ｉ）中，Ｍ为金属，通式（Ｉ）所示的锂锰复合氧化物中，Ｍｎ－Ｏ／Ｍ－Ｍｎ－Ｏ作为所述锂锰复合氧化物的核，Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ１２包覆在所述Ｍｎ－Ｏ／Ｍ－Ｍｎ－Ｏ的外面形成外壳。实验结果表明，该锂锰复合氧化物作为锂电池正极材料时具有良好的充放电性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机非金属材料领域，具体涉及一种用于锂电池正极活性材料的锂锰 复合氧化物及其制备方法。
技术介绍
锂电池首先由Sony公司在二十世纪九十年代研制成功并实现商品化，已经被广 泛应用于便携式电子设备中，目前正在研究其应用于电动汽车、混合动力汽车等领域。作为 一种新型的绿色能源电池，锂电池有希望取代镍氢电池和和镍镉电池，关于锂电池的研究 工作已经成为国际上一系列科技发展规划的热点之一。影响锂电池性能的关键因素之一是锂电池正极材料的活性，目前常用的锂电池正 极活性材料有LiCo02、LiNi02、Ni-CO-Mn等三元素锂氧材料，上述几种正极材料具有较高的 容量，例如1^&)02单位重量容量可以达到140-150mAh/g。但上述几种材料也有不可避免的 缺陷，如热稳定性差，因此存在严重的安全隐患；而且，上述正极材料还需要使用价格昂贵 且具有毒性的Co和Ni等元素，因此使用受到一定限制。目前，寻找高能量、循环性能稳定、 安全性高、无污染、成本低的锂电池正极材料是锂电池正极材料的一个重要研究方向。研究表明，锂锰氧化物(LMOs)用于锂电池正极活性材料时具有热稳定性好和安 全性能高的优点；而且，由于锂锰氧化物使用资源丰富、成本低廉、无毒的锰元素来代替Ni 和Co等元素，因此有希望成为最有前途的锂电池正极材料。在现有技术中，已经公开了多 种用于锂电池正极材料的锂锰氧化物。在已知的锂锰氧正极材料中，要么电池容量低，要么 循环稳性能差，难以同时满足高容量和循环性能好的要求。考虑到现有技术存在如上的缺点，需要提供一种用于锂电池正极活性材料的锂锰 复合氧化物，该锂锰复合氧化物循环性能好，同时具有较高的容量
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于提供一种用于锂电池正极活性材料的锂锰复合氧化物， 该锂锰复合氧化物该锂锰复合氧化物循环性能好，同时具有较高的容量。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种用于二次锂电池正极活性材料的锂锰复 合氧化物，其特征在于，所述锂锰复合氧化物由通式Mn-0/M-Mn-0@Li4Mn5012(I)表示，式(I) 中，M为金属；通式(I)所示的锂锰复合氧化物中，Mn-O/M-Mn-O作为所述锂锰复合氧化物的核， Li4Mn5012包覆在所述Mn-O/M-Mn-O的外面形成外壳。优选的，所述锂锰复合氧化物中Mn-O/M-Mn-O与Li4Mn5012的摩尔比为10 1 1 10。优选的，所述锂锰复合氧化物中Mn-O/M-Mn-O与Li4Mn5012的摩尔比为5 1 1 5。本专利技术还一种锂锰复合氧化物的制备方法，其特征在于，包括取通式Mn-O/M-Mn-Odl)所表示的锰氧复合物颗粒与锂盐混合得到混合物，式 (II)中，M为金属；加热所述混合物到350°C 450°C使所述Mn-O/M-Mn-O颗粒表面与所述锂盐中 的Li+发生Li+插入反应生成锂锰复合氧化物，所述锂锰复合氧化物由通式Mn-O/M-Mn-OO Li4Mn5012 (I)表示；通式(I)所示的锂锰复合氧化物中，Mn-O/M-Mn-O作为所述锂锰复合氧化物的核， Li4Mn5012包覆在所述Mn-O/M-Mn-O的外面形成外壳。优选的，所述Li+插入反应的反应温度为380°C 420°C。优选的，所述Li+插入反应的反应温度为390°C 410°C。优选的，所述Li+插入反应的反应时间为1小时 20小时。优选的，所述锂盐为硝酸锂、氯化锂、乙酸锂、硫酸锂或碳酸锂中的一种或多种。本专利技术还提供一种锂电池正极，包括上述技术方案所述的锂锰复合氧化物、导电剂和粘合剂。本专利技术还提供一种锂电池，包括上述技术方案所述的锂电池正极；负极；和有机电解质溶液。本专利技术提供用于锂电池正极活性材料的锂锰复合氧化物，其特征在于，所述锂锰 复合氧化物由通式Mn-0/M-Mn-0@Li4Mn5012(I)表示，通式(I)所示的锂锰复合氧化物中， Mn-O/M-Mn-O作为所述锂锰复合氧化物的核，Li4Mn5012包覆在所述Mn-O/M-Mn-O的外面形 成外壳。实验结果表明，该锂锰复合氧化物作为锂电池正极材料时热稳定性好，具有良好的 充放电性能。附图说明图1为实施例1制备的锂锰复合氧化物的2000倍的SEM图；图2为图1所示锂锰复合氧化物的10，000倍的SEM图；图3为图1所示锂锰复合氧化物的100，000倍的SEM图；图4为实施例1制备的锂锰复合氧化物和a -Mn02的X射线衍射图谱；图5为实施例1制备的锂电池前50次充放电曲线图；图6为实施例1制备的锂电池充放电循环性能结果。具体实施例方式为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的 限制。 本专利技术提供一种锂锰复合氧化物，所述锂锰复合氧化物由通式Mn-O/M-Mn-OO Li4Mn5012 (I)表示，通式(I)所示的锂锰复合氧化物中，Mn-O/M-Mn-O作为所述锂锰复合氧 化物的核，Li4Mn5012包覆在所述Mn-O/M-Mn-O的外面形成外壳，通式(I)中，M为金属； 按照本专利技术，通式@具体例子可以为Mn02、Mn203、锰酸盐中的一种，优选为Mn02， Mn203或碱(土)金属的锰酸盐，更优选为Mn02。按照本专利技术，所述锂锰复合氧化物具有核壳结构，其中，作为外壳的Li4Mn5012包覆 在作为核心的Mn-O/M-Mn-O的外面，对于所述锂锰氧化物中Mn-O/M-Mn-O和Li4Mn5012的比 例，本专利技术并无特别限制，优选的，所述锂锰氧化物中Mn-O/M-Mn-O和Li4Mn5012按照摩尔比 为10 1 1 10，更优选为5 1 1 5。对于所述锂锰氧化物的粒径，本专利技术并无 特别的限制，可以根据需要制成不同粒径的锂锰氧化物。按照本专利技术，制备所述核壳结构的锂锰氧化物时，优选以Mn-O/M-Mn-O颗粒为原 料，然后使所述Mn-O/M-Mn-O颗粒表面与Li+发生反应生成Li4Mn5012外壳，从而得到核壳结 构的 Mn-0/M_Mn-0-Li4Mn5012。按照本专利技术，将 Mn-O/M-Mn-O 与 Li+ 发生反应生成 Li4Mn5012 的反应过程命名为Li+插入反应。本专利技术提供的核壳结构的Mn-0/M-Mn-0@Li4Mn5012制备方 法，具体包括取Mn-O/M-Mn-O颗粒与锂盐混合均勻，所述锂盐优选为锂的无机盐，具体例子可 以为硝酸锂、氯化锂、乙酸锂、硫酸锂或碳酸锂中的一种或多种，但不限于此。优选的锂盐为 硝酸锂。对于Mn-O/M-Mn-O颗粒与锂盐的混合方法，本专利技术并无特别的限制，例如使用机械 或手动搅拌的方法，只要能够将Mn-O/M-Mn-O颗粒与锂盐混合均勻即可。将Mn-O/M-Mn-O颗粒与锂盐混合均勻后，将混合物放在高温容器中，优选的高温 容器可以为不参与反应的陶瓷材质的坩埚，具体例子可以为刚玉坩埚。然后在混合物表面 再覆盖一层锂盐，其目的是保护Li+与Mn-O/M-Mn-O的反应，避免反应物与空气直接接触。 对于所述Li+插入反应的温度，优选在为350°C 430°C，温度过低时，反应过程缓慢，温度 过高时，容易生成岩盐相Li2Mn03。对于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于二次锂电池正极活性材料的锂锰复合氧化物，其特征在于，所述锂锰复合氧化物由通式Ｍｎ－Ｏ／Ｍ－Ｍｎ－Ｏ＠Ｌｉ↓［４］Ｍｎ↓［５］Ｏ↓［１２］（Ⅰ）表示，Ｍ为金属；通式（Ⅰ）所示的锂锰复合氧化物中，Ｍｎ－Ｏ／Ｍ－Ｍｎ－Ｏ作为所述锂锰复合氧化物的核，Ｌｉ↓［４］Ｍｎ↓［５］Ｏ↓［１２］包覆在所述Ｍｎ－Ｏ／Ｍ－Ｍｎ－Ｏ的外面形成外壳。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓晶，李玉梅，
申请(专利权)人：北京师范大学，北京师大科技园科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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