本发明专利技术涉及锂离子电池正极材料的制造技术，具体是一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂及其制备方法。本发明专利技术锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的化学通式是Li1+xMn2-m-y-zComAlyMzO4-nFn，其中0.004≤m≤0.04，0.002≤y≤0.02，0.001≤z≤0.01，0.004≤n≤0.04，0.05≤x≤0.3；其中M为元素锆或钛。本发明专利技术采取锂、钴、铝、M（锆、钛等）、氟等元素的复合掺杂协同作用来实现正极材料的高温存储安全性能、高温循环性能的改善。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池正极材料的制造技术，具体是一种。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型的二次电池，具有比容量高、电压高、安全性好的特点， 广泛应用于移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机、DVD、MP3等便携式电器的驱动电源以及电工工具类、电动自行车或摩托车、电动汽车用动力电池。我国的石油储量只占世界的 1. 5%，而2010年汽车销量超1800万辆，已经成为汽车第一消费大国。2009年，我国石油表观消费4. 08亿吨，原油净进口 2. 19亿吨，原油进口依存度52. 5%。统计数据表明，必须实现 43%的汽车是纯电动汽车。因此电动汽车用动力电池正极材料的需求是非常巨大的。锰酸锂(LiMn2O4),具有尖晶石晶体结构，原材料成本比较低，电压平台高，倍率性能好，是未来电力汽车的首选材料之一。但由于其高温条件下，特别是温度50°C以上的高温环境下，锰的溶解速度较快，电池循环使用性能严重下降，限制了其在动力电池领域的发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，是提供一种高温存储安全性能好、高温循环寿命长的高性能。本专利技术的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的化学通式是 Li1+xMn2_m_y_zComAlyMz04_nFn，其中 0. 004 彡 m 彡 0. 04，0. 002 彡 y 彡 0. 02，0. 001 彡 ζ 彡 0. 01， 0. 004 ^ η ^ 0. 04，0. 05彡χ彡0. 3 ；其中M为元素锆或钛。本专利技术的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法经过以下步骤(1)以EMD(电解二氧化锰，下同)和锂盐(碳酸锂、氢氧化锂等，下同)为原料，按照Li/ Mn比为0. 55-0. 65的比例进行混合，并加入添加剂钴盐(四氧化三钴、碳酸钴、氢氧化钴、草酸钴等，下同)、铝盐(氧化铝、氢氧化铝、碳酸铝等，下同)、M盐(锆盐、钛盐等，下同)、干粉混合均勻后，在950-1000°C条件下进行第一次合成，保温10-20小时，并将得到的锰酸锂进行粉碎，得到A料；(2)将上述A料与氟化锂混合，升温至800-100(TC的合成温度下进行保温5-20小时， 冷却后粉碎；得到成品物料。所述步骤(1)中，原料在RQM融合机中进行强制混合，以实现物料高速旋转且锂盐颗粒、添加剂颗粒在EMD颗粒四周具有很好的分散均勻性。所述步骤(1)中的锂盐为高纯锂盐，其重量纯度》99. 9% ；所述步骤(2)中，物料在斜式磨中实现与氟化锂添加剂的均勻混合，聚氨酯球与物料的重量比为1 :1 ；本专利技术采取锂、钴、铝、M (锆、钛等)、氟等元素的复合掺杂协同作用来实现正极材料的高温存储安全性能、高温循环性能的改善。经实际测试，本专利技术中的锰酸锂2000次常温、 1000次高温循环容量(45°C或60度，3. 0-4. 2V)保持率均大于85% ；本专利技术中锰酸锂干粉压实密度可达3. 7g/cc，其对应的极片压实密度可达3. lg/cc 3. 4g/cc ；本专利技术中锰酸锂的高温存储膨胀小，85°C存储48小时，60°C存储7天厚度变化5%以内；本专利技术中锰酸锂的安全性能好，可通过针刺、挤压、撞击、内或外部短路、1C/12V过充、热滥用等测试。具体实施例方式实施例1锂离子二次电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法如下 主要包括如下步骤1、以EMD和碳酸锂为原料，按照Li/Mn比为0.60的比例进行混合，并加入添加剂四氧化三钴、氢氧化铝、二氧化钛，干粉混合均勻后，在1000°C条件下进行第一次合成，保温15 小时，并将得到的锰酸锂进行粉碎，得到A料；其锂盐采用高纯锂盐，其纯度》99. 9% ；原料在RQM融合机中进行强制混合，以实现物料高速旋转且锂盐颗粒、添加剂颗粒在 EMD颗粒四周具有很好的分散均勻性；2、将上述A料与氟化锂混合，升温至960°C的合成温度下进行保温10小时，冷却后粉碎；得到成品物料。物料在斜式磨中实现与氟化锂添加剂的均勻混合，聚氨酯球与物料的重量比为1 1 ；^^)3 ^^^ :LiL 15MnL96Co0.Q2Al0.015Ti0.00503.99F0.01。权利要求1.一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂，其特征是其化学通式是 Li1+xMn2_m_y_zComAlyMz04_nFn，其中 0. 004 彡 m 彡 0. 04，0. 002 彡 y 彡 0. 02，0. 001 彡 ζ 彡 0. 01， 0. 004 ^ η ^ 0. 04，0. 05彡χ彡0. 3 ；其中M为元素锆或钛。2.—种权利要求1所述锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是经过以下步骤，(1)以EMD和锂盐为原料，按照Li/Mn比为0.55-0. 65的比例进行混合，并加入添加剂钴盐、铝盐、M盐、干粉混合均勻后，在950-1000°C条件下进行第一次合成，保温10-20小时， 并将得到的锰酸锂进行粉碎，得到A料；(2)将上述A料与氟化锂混合，升温至800-100(TC的合成温度下进行保温5-20小时， 冷却后粉碎；得到成品物料。3.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是 所述步骤(1)中，原料在RQM融合机中进行强制混合。4.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是 所述步骤(1)中的锂盐为高纯锂盐，其重量纯度》99. 9%。5.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是 所述步骤(2)中，物料在斜式磨中实现与氟化锂添加剂的均勻混合，聚氨酯球与物料的重量比为1 :1ο全文摘要本专利技术涉及锂离子电池正极材料的制造技术，具体是一种。本专利技术锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的化学通式是Li1+xMn2-m-y-zComAlyMzO4-nFn，其中0.004≤m≤0.04，0.002≤y≤0.02，0.001≤z≤0.01，0.004≤n≤0.04，0.05≤x≤0.3；其中M为元素锆或钛。本专利技术采取锂、钴、铝、M(锆、钛等)、氟等元素的复合掺杂协同作用来实现正极材料的高温存储安全性能、高温循环性能的改善。文档编号H01M4/505GK102368550SQ20111031449公开日2012年3月7日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日专利技术者崔立峰, 杨克涛, 王熙帧, 王辉, 葛云科 申请人:江苏科捷锂电池有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂，其特征是：其化学通式是Ｌｉ１＋ｘＭｎ２－ｍ－ｙ－ｚＣｏｍＡｌｙＭｚＯ４－ｎＦｎ，其中０．００４≤ｍ≤０．０４，０．００２≤ｙ≤０．０２，０．００１≤ｚ≤０．０１，０．００４≤ｎ≤０．０４，０．０５≤ｘ≤０．３；其中Ｍ为元素锆或钛。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔立峰，王辉，杨克涛，葛云科，王熙帧，
申请(专利权)人：江苏科捷锂电池有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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