【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池正极材料，尤其涉及一种包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池(lib)已广泛用于电动汽车(ev)和混合动力电动汽车(hev)及储能系统(ess)。目前商业化的正极材料有钴酸锂、磷酸铁锂、尖晶石型锰酸锂(limn2o4)、三元正极材料等。其中，具有三维通道晶体结构的尖晶石型limn2o4以其锰资源丰富、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存在锰的溶解、jahn-teller效应等问题，导致在充放电循环过程中容量快速衰减，尤其在高温(≧55℃)条件下衰减更快，从而制约其发展。
2、由于mn的溶解在很大程度上取决于与电解液接触表面的晶格取向，因此，包覆改性是降低尖晶石型limn2o4材料中mn溶解的重要策略。另一方面，通过调控limn2o4晶格的晶面取向也是有效降低mn溶解的有效方法。在limn2o4晶体{110}、{100}和{111}的晶面中，表面能按照{111}、{100}和{110}的顺序增加。其中，高暴露面{111}有最密实的mn原子排列和最低的表面能，能降低limn2o4材料中mn的溶解，而小面积{100}和{110}的晶面有较多的li+离子，且晶面取向与材料的li+离子扩散通道方向一致，可增加li+离子迁移通道，提高limn2o4材料的倍率性能，另外{110}晶面表面能高、锰原子排列较稀疏，易发生mn溶解。因此，通过制备仅包含{110}和{100}晶面的单晶截角八面体形貌尖晶石型锰酸锂正极材料，可有效
3、中国专利cn 110904495a公开了一种单晶多面体形貌锰酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：a)将锰源在600～1000℃进行焙烧，得到高温热处理过的锰源，将其破碎、过筛得到高温处理过的锰源粉末；b)按照化学式lixmn2-ymyo4，称取原料锂源、步骤a)中的锰源粉末以及掺杂元素m，其中1≦x≦1.1，0≦y≦0.2，m为钴、镍、铝、镁、硼、锶的一种或多种，混合均匀；c)将混合粉料先在350～520℃进行一段焙烧，再在580～680℃进行二段焙烧，最后在700～900℃进行三段焙烧，即得lixmn2-ymyo4。中国专利cn 106784795a公开了一种单晶类球形锰酸锂材料的制备方法：按照预设的材料分子式，在可溶性二价锰盐的溶液与碱的混合液中加入掺杂元素m源，混合在50-70℃下反应，之后通入氧气或空气氧化至溶液中无二价锰离子，过滤收集沉淀，干燥得到mn3o4前躯体；将所述mn3o4前躯体与锂源混合、烧结，即得产品；所述分子式为liamn2-bmbo4，1≤a≤1.2，0<b≤0.2，其中掺杂元素m为al，zr，ga，b，cr，co中的一种或几种。中国专利cn 107104225b公开了一种多面体类球形掺铝尖晶石型锰酸锂的制备方法。该方法包括如下步骤：按照分子式lialxmn2-xo4(x＝0.05；0.10；0.15；0.20)的锂、锰和铝离子摩尔比1:2-x:x，准确称取锂盐、锰盐和铝盐，用适量蒸馏水在50℃搅拌溶解，再逐滴加入氧化剂，保温5-15min。在100℃使溶液蒸发一定体积水分后，转移至瓷坩埚中。将此瓷坩埚置于150℃的程序升温箱式电阻炉中保温加热5min，然后在400℃燃烧反应30-60min，最后在500℃保温1-2h，冷却后研磨得粉体。将粉末在600-700℃保温3-6h，再次研磨得最终产物。但是上述方法或存在制备工艺步骤相对复杂，或存在反应时间长、反应温度高，或需要额外掺杂其它金属离子才能具备良好性能等缺陷；同时上述专利均无法制备{111}和{100}二个晶面的锰酸锂单晶。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料及其制备方法与应用，根据氧化还原反应的原理，选择既作原料也兼有氧化剂作用的二氧化锰为锰源、硝酸锂为锂源，选择既作原料也兼有还原剂作用的四水醋酸锰为锰源，使得反应体系在相对孤立的体系反应，空气中氧气对其制备过程影响较小，制备过程相对易于控制，产品晶粒粒径分布均一；本专利技术以高蒸发热的水为介质，在加热发生反应时，避免了醋酸锰和硝酸锂的偏析，使反应过程的均一性更好。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术的技术方案之一：
4、一种包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，以硝酸锂、二氧化锰、醋酸锰为原料，混合后球磨，预热，冷却至室温，焙烧即可。
5、优选的，原料中按照锂(li)和锰(mn)摩尔比为li:mn＝1:2配料，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为(0.3-1.7):(0.3-1.7)。
6、优选的，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为0.3:1.7、0.6:1.4、0.8:1.2、1:1、1.2:0.8、1.4:0.6或1.7:0.3。
7、优选的，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为1:1。
8、优选的，球磨过程中加入水。
9、优选的，所述预热的温度为550℃，时间为3h。
10、优选的，所述焙烧的温度为800℃，时间为3-6本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，以硝酸锂、二氧化锰、四水醋酸锰为原料，混合后球磨，预热，冷却至室温，焙烧即可。
2.根据权利要求1所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，原料中按照锂和锰摩尔比为Li:Mn＝1:2配料，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为(0.3-1.7):(0.3-1.7)。
3.根据权利要求2所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为0.3:1.7、0.6:1.4、0.8:1.2、1:1、1.2:0.8、1.4:0.6或1.7:0.3。
4.根据权利要求3所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求1所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，球磨过程中加入水。
6.根据权利要求1所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述预热的温度为550℃，时间为3h。>
7.根据权利要求1所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为800℃，时间为3-6h。
8.根据权利要求7所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述焙烧的时间为3h。
9.一种包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。
10.权利要求9所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料在正极材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，以硝酸锂、二氧化锰、四水醋酸锰为原料，混合后球磨，预热，冷却至室温，焙烧即可。
2.根据权利要求1所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，原料中按照锂和锰摩尔比为li:mn＝1:2配料，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为(0.3-1.7):(0.3-1.7)。
3.根据权利要求2所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为0.3:1.7、0.6:1.4、0.8:1.2、1:1、1.2:0.8、1.4:0.6或1.7:0.3。
4.根据权利要求3所述的包含二个晶面截角八面体形貌锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，锰源中二氧化锰与醋酸锰的摩尔比为...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭昱娇，郭俊明，向明武，刘晓芳，白玮，白红丽，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：
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