本发明专利技术提供一种锰酸锂材料，该锰酸锂材料包括由多个粒径为10纳米~200纳米的锰酸锂纳米颗粒形成的微球，多个锰酸锂纳米颗粒之间形成有多个微孔。将该锰酸锂材料应用于锂离子电池中，由于这种结构的锰酸锂材料能够缩短离子的扩散路径，并且具有较大的比表面积，增大了其与电解液的接触面积，能够缓解锂离子电池在充放电过程中的容量衰减，从而能够提高锂离子电池的循环性能。本发明专利技术还提供一种锰酸锂材料的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料领域，特别是涉及ー种。
技术介绍
尖晶石锰酸锂具有资源丰富、成本低廉、对环境友好的优点，尤其是因其三维脱嵌锂隧道能够承受大电流充放电，被公认为是锂离子电池最具发展前途的正极材料之一，在大容量动カ锂离子电池中应用广泛。然而，由于锰酸锂中锰极易发生Jahn-Teller效应及锰溶于电解液中，使得锰酸锂在锂离子电池充放电循环过程中的晶格结构的稳定性和可逆性较差，导致锂离子电池的容量衰减严重，高温储存和循环容量衰减更为严重，使得锂离子电池的循环性能较差，所以一直以来商品化受到严重限制。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够提高锂离子电池循环性能的。ー种锰酸锂材料，包括由多个粒径为10纳米 200纳米的锰酸锂纳米颗粒形成的微球，所述多个锰酸锂纳米颗粒之间形成有多个微孔。在其中一个实施例中，每ー个微孔的孔径为5纳米 50纳米。在其中一个实施例中，所述微球的粒径为500纳米飞微米。ー种锰酸锂材料的制备方法，包括如下步骤将浓度为0. lmol/L^5mol/L锰盐的水溶液和浓度为0. lmol/L^5mol/L的碳酸盐的水溶液混合，搅拌反应I分钟 120分钟，分离、洗涤、干燥后得到球形碳酸锰；将所述球形碳酸锰分散于水中得到分散液，向所述分散液中滴加浓度为0. Imol/L飞mol/L的氧化剂，搅拌5分钟 5小时后滴加稀酸，反应5分钟 5小时，分离、洗涤、干燥后得到球形ニ氧化锰；将所述球形ニ氧化锰于300°C飞00°C下进行热处理I小时 20小时；将经过热处理的球形ニ氧化锰与锂盐混合得到混合物，将所述混合物于5000C、00°C下煅烧I小时 20小时得到锰酸锂材料，所述锰酸锂材料包括由多个粒径为10纳米 200纳米的锰酸锂纳米颗粒形成的微球，所述多个锰酸锂纳米颗粒之间形成有多个微孔。在其中一个实施例中，所述锰盐为醋酸锰、硝酸锰、硫酸锰或氯化锰。在其中一个实施例中，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵或碳酸氢铵。在其中一个实施例中，所述锰盐与碳酸盐的摩尔比为0. 1"5:10在其中一个实施例中，所述稀酸为浓度为0. rimol/L的盐酸、硝酸或硫酸。在其中一个实施例中，所述氧化剂为溴酸钾、过硫酸铵、高锰酸钾或重铬酸钾的水溶液。在其中一个实施例中，所述氧化剂与球形碳酸锰的摩尔比为0. 2 5:1。在其中一个实施例中，所述锂盐为氢氧化锂、醋酸锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂或氟化锂。在其中一个实施例中，所述锂盐中的锂与所述球形ニ氧化锰中的锰的摩尔比为0. 45、. 55:1。在其中一个实施例中，将所述混合物于50(T90(TC下煅烧之前还包括向所述混合物加入こ醇并研磨均匀的步骤。 在其中一个实施例中，将所述球形ニ氧化锰于300°C飞00°C下进行热处理I小吋 20小时的步骤是以1°C /mirTl(TC /min的升温速率将所述球形ニ氧化锰升温至300°C飞00°C，然后于300°C飞00°C下进行热处理I小时 20小时；将所述混合物于5000C、00°C下煅烧I小时 20小时得到锰酸锂材料的步骤是以1°C /mirTKTC /min的升温速率将所述混合物升温至500°C、00°C，然后于500°C、00°C下煅烧I小时 20小时。上述锰酸锂材料包括由多个粒径为10纳米 200纳米的锰酸锂纳米颗粒形成的微球，多个锰酸锂纳米颗粒之间形成有多个微孔。将该锰酸锂材料应用于锂离子电池中，由于这种结构的锰酸锂材料能够缩短离子的扩散路径，并且具有较大的比表面积，増大了其与电解液的接触面积，能够缓解锂离子电池在充放电过程中的容量衰减，从而能够提高锂离子电池的循环性能。附图说明图I为ー实施方式的锰酸锂材料的制备方法流程图；图2为实施例I制备的锰酸锂材料的X射线衍射分析(XRD)图；图3为实施例I制备的锰酸锂材料的扫描电镜图；图4为实施例I制备的锰酸锂材料的高倍扫描电镜图；图5为采用实施例4制备的锰酸锂材料的锂离子电池的倍率性能图；图6为采用实施例4制备的锰酸锂材料的锂离子电池在IC充放电和IC充电、IOC放电的循环性能图；图7为采用实施例4制备的锰酸锂材料的锂离子电池IC充电、IOC放电的循环性能图。具体实施例方式以下通过具体实施方式和附图对上述进ー步阐述。ー实施方式的锰酸锂材料，该锰酸锂材料包括由多个粒径为10纳米 200纳米的锰酸锂纳米颗粒形成的微球，多个锰酸锂纳米颗粒之间形成有多个微孔。微球的粒径为500纳米 5微米。多个锰酸锂纳米颗粒之间形成有多个微孔使得该锰酸锂材料具有较大的比表面积，将该锰酸锂材料应用于锂离子电池时，锰酸锂材料与电解液的接触面积较大。每ー个微孔的孔径优选为5纳米 50纳米。将该锰酸锂材料应用于锂离子电池中，由于这种结构的锰酸锂材料能够缩短离子的扩散路径，并且具有较大的比表面积，増大了其与电解液的接触面积，能够缓解锂离子电池在充放电过程中的容量衰减，从而能够提高锂离子电池的循环性能。请參阅图1，ー实施方式的锰酸锂材料的制备方法，包括如下步骤步骤SllO :将浓度为0. lmol/L^5mol/L锰盐的水溶液和浓度为0. lmol/L^5mol/L的碳酸盐的水溶液混合，搅拌反应I分钟 120分钟，分离、洗涤、干燥后得到球形碳酸锰。锰盐为醋酸锰(C4H6MnO4 4H20)、硝酸锰(Mn (NO3) 2 4H20)、硫酸锰(MnSO4 H2O)或氯化猛(MnCl2X 碳酸盐为碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸钾(K2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)、碳酸铵((NH4)2CO3)或碳酸氢铵(NH4HCO3X这几种锰盐和碳酸盐均较廉价，且均为水溶性无机盐，使得反应能够在水中进行，环保、经济。以水为介质，在搅拌下，锰盐与碳酸盐发生反应，生成球形碳酸锰。球形碳酸锰为浅黄色粉末。猛盐的浓度为0. lmol/L 5mol/L,碳酸盐的浓度为0. lmol/L 5mol/L,猛盐和碳酸盐的摩尔比优选为0. f 5:1。通过控制反应物的浓度，使锰盐和碳酸根反应生成形貌规则的球形碳酸锰沉淀。球形碳酸锰的粒径为500纳米飞微米。反应在常温下进行，反应条件温和，对设备要求低。反应I分钟 120分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥得到纯净、干燥的球形碳酸锰。步骤S120 :将球形碳酸锰分散于水中得到分散液，向分散液中滴加浓度为0. lmol/L^5mol/L的氧化剂，搅拌5分钟飞小时后滴加稀酸，反应5分钟飞小时，分离、洗涤、干燥后得到球形ニ氧化锰。氧化剂为溴酸钾(KBr03)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、高锰酸钾(KMnO4)或重铬酸钾(K2Cr2O7)的水溶液。在氧化剂的作用下，反应5分钟 5小时后，球形碳酸锰的表面被氧化生成球形ニ氧化锰。然后滴加稀酸，反应5分钟飞小时后，得到球形ニ氧化锰。球形ニ氧化锰的粒径为500纳米飞微米。溴酸钾(KBr03)、过硫酸铵((NH4)2S2O8X高锰酸钾(KMnO4)或重铬酸钾(K2Cr2O7)与球形碳酸锰的摩尔比优选为0. 2、 1，控制反应时间为5分钟飞小吋。稀酸为浓度为0. lmol/L^lmol/L的盐酸、硝酸或硫酸。盐酸、硝酸和硫酸均为强酸，能够快速溶解未被氧化的碳酸锰，提高制备效率。步骤S130 :将球形ニ氧化锰于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锰酸锂材料，其特征在于，包括由多个粒径为10纳米~200纳米的锰酸锂纳米颗粒形成的微球，所述多个锰酸锂纳米颗粒之间形成有多个微孔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓉，朱朋莉，褚相礼，周凤瑞，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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