本发明专利技术公开了一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料及其制备方法，包括如下步骤：将KMnO4和铵盐溶解到蒸馏水中形成均匀混合溶液，恒温反应，得二氧化锰纳米材料；将上述二氧化锰纳米材料、氧化钛和碳酸锂混合均匀后烧结，得到LiMn2-xTixO4颗粒；将所述LiMn2-xTixO4颗粒、熔融剂氢氧化硼与氧化锆融合，高温处理获得表面包覆有氧化锆的改性锰酸锂正极材料。本发明专利技术制备的锂离子电池正极材料，采用了掺杂了Ti的锰酸锂材料，并均匀包覆了氧化锆材料，因此在具有高比容量的同时，充放电性能好，在高温情况下也具有良好的循环稳定性，用于锂离子电池时，比容量高，高温性能好，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池用正极材料的制备方法，尤其涉及一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料、及其制备方法。
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，广泛应用于电动汽车、移动电话、笔记本电脑的驱动电源。正极材料时锂离子电池中的关键材料，目前得到广泛应用的锂离子电池，其正极材料正经历着不断的更新与改良中。锰酸锂作为锂离子电池正极材料有着诸多优点(I)体积效应好；(2)对过充保护要求低；(3)具有独特的三维离子迁移通道，有利于锂离子在晶体中扩散，适合应用在大功率快速充放电的领域。鉴于这些优点，使锰酸锂成为最有希望替代钴酸锂的正极材料之一。 但是由于电解液中的LiPF6和H2O反应产生的HF诱使Mn3+发生歧化反应，导致在循环过程中发生容量的衰减，特别是在高温时表现得尤为突出，并随着温度的升高而加剧，从而限制了它的商业化应用。采用表面包覆改性的方法，可以改善这种状态，即将包覆材料包覆在锰酸锂颗粒的表面，减少电解液与锰酸锂的接触，从而抑制锰的溶解，相应可提高锰酸锂正极材料的高温循环稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，使用该方法制备的正极复合材料的锂离子电池具有比容量大、高温安全性能和高温循环性能好等特点。为了实现上述目的，本专利技术提供的包括如下步骤 步骤1，锰源的制备取2-4mol KMnO4和2-4mol铵盐溶解到蒸馏水中形成均匀混合溶液，在120-150°C下恒温反应6-10h，再冷却至室温，收集沉淀，经去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，得二氧化锰纳米材料； 步骤2,制备LiMn2_xTix04颗粒将上述二氧化猛纳米材料、氧化钛和碳酸锂按摩尔比Li:Mn:Ti=l: (2-x) : (x)，采用球磨法混合均匀后，以900°C -1100°C的温度在氩气气氛下烧结10-20小时，然后破碎，得到LiMn2-JixO4颗粒，其中O. I ^ x ^ O. 2 ； 步骤3，包覆氧化锆将所述LiMrvxTixO4颗粒、熔融剂氢氧化硼与氧化锆按照摩尔比I (O. 2-0. 3) : (O. 06-0. 08)混合，加入到融合设备当中，融合温度为500-700°C，调节转速为6000-6500rpm，融合时间为2-3h ;取出后置于900-1000°C下，恒温6_8h，冷却至室温获得表面包覆有氧化锆的改性锰酸锂正极材料。其中，步骤I中所述干燥条件优选为70-90°C下加热烘干ll_13h。其中，步骤I中所述铵盐优选为选自NH4N03、NH4Cl，最优选为ΝΗ4Ν03。本专利技术的第二个目的是提供一种上述任意方法制备的锂离子电池用改性锰酸锂正极材料。本专利技术制备的锂离子电池正极材料，采用了掺杂了 Ti的锰酸锂材料，并均匀包覆了氧化锆材料，因此在具有高比容量的同时，充放电性能好，在高温情况下也具有良好的循环稳定性，用于锂离子电池时，比容量高，高温性能好，使用寿命长。具体实施例方式实施例一 锰源的制备 取2mol KMnO4和211101 NH4NO3溶解到蒸馏水中形成均匀混合溶液并加入到聚四氟乙烯水热反应釜内，在120°C下恒温反应10h，再自然冷却至室温，经去离子水和无水乙醇充分洗涤，70°C下加热烘干13h，得二氧化锰纳米材料。 制备LiMnh9TiaiO4 颗粒 将上述二氧化猛纳米材料、氧化钛和碳酸锂按摩尔比Li :Mn:Ti=l: I. 9:0. I,采用球磨法混合均匀后，以900°C的温度在氩气气氛下烧结20小时，然后破碎，分级，得到LiMnh9TiaiO4 颗粒。包覆氧化锆 将所述LiMn1^TiaiO4颗粒、熔融剂氢氧化硼与氧化锆按照摩尔比1:0. 2:0. 06混合，力口入到融合设备当中，融合温度为500°C，调节转速为6000rpm，融合时间为3h，取出后放入马弗炉中，设置马弗炉的温度为900°C，恒温8h，冷却至室温获得表面包覆有氧化锆的改性锰酸锂正极材料。实施例二 锰源的制备 取4mol KMnO4和細01 NH4NO3溶解到蒸馏水中形成均匀混合溶液并加入到聚四氟乙烯水热反应釜内，在150°C下恒温反应6h，再自然冷却至室温，经去离子水和无水乙醇充分洗涤，90°C下加热烘干IIh，得二氧化锰纳米材料。制备LiMn1 8Ti0 204 颗粒 将上述二氧化猛纳米材料、氧化钛和碳酸锂按摩尔比Li :Mn:Ti=l: I. 8:0. 2,采用球磨法混合均匀后，以1100°C的温度在氩气气氛下烧结I小时，然后破碎，分级，得到LiMn1. Jia2O4 颗粒。包覆氧化锆 将所述LiMnuTia2O4颗粒、熔融剂氢氧化硼与氧化锆按照摩尔比1:0. 3:0. 08混合，力口入到融合设备当中，融合温度为700°C，调节转速为6500rpm，融合时间为2h，取出后放入马弗炉中，设置马弗炉的温度为1000°C，恒温6h，冷却至室温获得表面包覆有氧化锆的改性锰酸锂正极材料。比较例 将 230. Ig Li2C03、691. 6g MnO2,78. 3g Co (CH3COO) 2 ·4Η20 固体粉末加入烧杯中，加入浓度为15wt%的H2O2水溶液,50°C不断搅拌、反应约12h后,进行过滤。将滤饼洗漆、干燥后，与500ml无水乙醇一起加入球磨罐中，Φ10不锈钢球与上述原料的质量比为O. 55，行星球磨机转速150r/min，进行球磨lh。将上述球磨后的混合物在含氧量为30%的气氛中5°C /min升至650°C后保温煅烧12h，得到750g终产物掺杂型锰酸锂固体粉末。将实施例一、二及比较例所得锂离子电池正极复合材料，分别与乙炔黑(导电剂)、聚偏氟乙烯(粘结剂PVDF)以80 : 10 10的质量比按50mg/mL溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，磁力搅拌均匀，然后将膏状物涂覆在泡沫镍上并干燥，冲压 成IcmX Icm的极片，组装成电池在IM LiPF6/(EC+DMC(体积比为I : I))有机系电解液。在测试温度为45°C下进行电性能测试，经测试该实施例一和二的的材料与比较例的材料相比，首次放电比容量提升了 50-60%以上，循环寿命提高了 2以上。权利要求1.，其特征在于，包括如下步骤 步骤1，锰源的制备 取2-4mol KMnO4和2_4mol铵盐溶解到蒸馏水中形成均匀混合溶液，在120_150°C下恒温反应6-10h，再冷却至室温，收集沉淀，经去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，得二氧化锰纳米材料； 步骤2，制备LiMn2_xTix04颗粒 将上述二氧化猛纳米材料、氧化钛和碳酸锂按摩尔比Li :Mn:Ti=l: (2-x) : (x),采用球磨法混合均匀后，以900°C -1100°C的温度在氩气气氛下烧结10-20小时，然后破碎，得到LiMn2-JixO4 颗粒，其中 O. I ^ X ^ O. 2 ； 步骤3,包覆氧化错 将所述LiMrvxTixO4颗粒、熔融剂氢氧化硼与氧化锆按照摩尔比I (O. 2-0. 3) : (O. 06-0. 08)混合，加入到融合设备当中，融合温度为500-700°C，调节转速为6000-6500rpm，融合时间为2-3h ;取出后置于900-1000°C下，恒温6_8h，冷却至室温获得表面包覆有氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，锰源的制备取2？4mol？KMnO4和2？4mol铵盐溶解到蒸馏水中形成均匀混合溶液，在120？150℃下恒温反应6？10h，再冷却至室温，收集沉淀，经去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，得二氧化锰纳米材料；步骤2，制备LiMn2？xTixO4颗粒将上述二氧化锰纳米材料、氧化钛和碳酸锂按摩尔比Li:Mn:Ti=1:(2？x)？:？(x)，采用球磨法混合均匀后，以900℃？1100℃的温度在氩气气氛下烧结10？20小时，然后破碎，得到LiMn2？xTixO4颗粒，其中0.1≤x≤0.2；步骤3，包覆氧化锆将所述LiMn2？xTixO4颗粒、熔融剂氢氧化硼与氧化锆按照摩尔比1:(0.2？0.3):(0.06？0.08)混合，加入到融合设备当中，融合温度为500？700℃，调节转速为6000？6500rpm，融合时间为2？3h；取出后置于900？1000℃下，恒温6？8h，冷却至室温获得表面包覆有氧化锆的改性锰酸锂正极材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜波，
申请(专利权)人：上海锦众信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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