高温型长寿命锂离子电池正极材料LiMn2-x-yMIxMIIyO4的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高功率、长寿命、价格低廉、环境友好及结构稳定的多孔微米级球形动力电池用正极材料LiMn2-x-yMIxMIIyO4(MI=Li,MII=Al,Cr,Mn,Fe和Co等金属的一种或几种)新型制备方法，属于锂离子电极材料技术领域。本发明专利技术的主要特征是：利用球形碳酸锰、低共熔锂盐和掺杂金属离子盐为原料，经中温煅烧后制备锰酸锂基正极材料。该方法制备的Li1+xMn2-x-yMIxMIIyO4材料具有形貌规整、振实密度大、高功率和高温长寿命特征。该类材料在2,5和10C倍率下的比容量分别是112,107和103mAh/g，循环500次后，容量保持率>90%；5C充/放电（55度）循环1000次，容量保持率>80%。该制备方法成功控制了产物形貌和晶体结构缺陷，提高了锰酸锂基材料的比容量、倍率性能和高温循环性能，适合规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高温型长寿命锂离子电池正极材料LiMn2TjM1xM11yO4 (M1 = Li, Mn=Al, Cr, Mn, Fe和Co等金属的一种或几种)及其这类材料的新型制备方法。
技术介绍
尖晶石锰酸锂材料是一种具有三维锂离子通道的锂离子电池正极材料，具有价格低、电位高、安全性高、环境友好等优点，适合应用于电动工具和电动车等动力电池领域。然而，锰酸锂正极材料的高温循环性能差，限制了其大规模应用。因此，通过不同的方法来提高锰酸锂的高温性能成为锂离子电池材料的研究热点之一。多年以来，高端锰酸锂产品主要由日本企业制造并应用于电动汽车领域，国内在这方面的研发相对处于落后状态，很少取得突破性进展。早在2001年，中南大学彭忠东等人在CNl380709中公布了具有较好的高 温性能的掺杂稀土金属的锰酸锂材料的制备方法，但专利中缺乏相关的长循环数据，循环和倍率性能无法满足动力电池的要求。最近，中科院宁波材料技术与工程研究所刘兆平团队通过大量研究，在锰酸锂形貌控制技术上取得了重要进展，成功研发出类球形单晶大颗粒锰酸锂材料，改善了锰酸锂的高温性能(CN201110253754. 4; PC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以碳酸锰微球、低共熔锂盐和掺杂金属离子氧化物、氢氧化物、碳酸盐或者硝酸盐为原料，经过混料和煅烧，制备高性能的微米级球形多孔结构的LiMn2?x?yMIxMIIyO4?(MI?=?Li,?MII?=?Al,?Cr,?Mn,?Fe和Co等金属的一种或几种)锂离子电池正极材料以及这类材料的新型制备方法，其特征在于：(1)?首先制备球形MnCO3，将制备的球形MnCO3、低共熔锂盐、掺杂金属离子按摩尔比为(2?x??y):(1+x):y?机械混合均匀，其中：x?=?0~0.10,?y?=?0~0.10；?(2)?以5~10℃/min的升温速率升到200?400?℃，保持2?4小时；以同样的升温速率...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓远富，周玉波，施志聪，陈国华，陈申，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：