logo好方法网

一种三维多孔镍锰酸锂及其制备方法


技术摘要:
本发明属于电池材料合成技术领域。本发明提供了一种三维多孔镍锰酸锂的制备方法,将锂源、镍源、锰源、溶剂和分散剂混合进行酯化反应,得到产物体系;将得到的产物体系进行干燥研磨,得到粉末;将粉末进行分步的高温处理,即可得到三维多孔镍锰酸锂,本发明提供的制备  全部
背景技术:
随着社会发展以及社会工业化程度的提高,传统能源如煤、石油、天然气等传统化 石燃料日渐匮乏,能源危机问题日益严重。因此,急需开发一种新型能源。风能、太阳能、潮 汐能等理想的新能源由于对气候和环境要求苛刻严重阻碍了其在现实生活中的广泛应用。 在众多的新型储能装置中,锂离子二次电池由于具有无污染、能量密度高、无记忆 效应及循环寿命长等优点得到了国内外研究者的青睐。但由于锂离子电池存在较低的能量 密度等问题,还无法进行推广。正极材料作为锂离子电池重要的一部分,其工作电压在一定 程度上决定了锂离子电池的工作电压,影响了电池的能量密度。传统的正极材料自身缺陷 较大,如LiCoO2价格昂贵、有毒,LiMn2O4材料在充放电过程中Jahn-Teller效应及Mn3 的歧化 反应,橄榄石型LiFePO 中Li 4 的导电性及电子导电性相对较差,在使用过程中需对其进行表 面进行纳米化、表面包覆等高成本处理严重限制了其发展。 LiNi0 .5Mn1 .5O4(LNMO)材料,被视为最具前景的正极材料,其不仅具备传统正极材 料的优点,还兼具高电压(4.7V),高能量密度(650Wh/kg),结构稳定,可提供三维Li 传输通 道以及较好的倍率等性能,被认为是未来锂离子电池发展中极具前途与吸引力的正极材 料。然而LNMO材料仍存在一些不足,如充放电过程中形成的Mn3 使得材料结构坍塌致使化学 稳定性变差,较差的Li 和电子导电性能导致其循环过程中严重的极化现象,电池寿命短等 因素限制了LNMO材料的应用。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,提供一种三维多孔镍锰酸锂及其制备 方法。 为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案: 本发明提供了一种三维多孔镍锰酸锂的制备方法,包含以下步骤: (1)将锂源、镍源、锰源、溶剂和分散剂混合进行酯化反应,得到产物混合物; (2)将所述产物混合物干燥、研磨,得到粉末; (3)将所述粉末进行分步高温处理,即得所述三维多孔镍锰酸锂。 作为优选,所述步骤(1)中锂源为乙酸锂,所述镍源为乙酸镍,所述锰源为乙酸锰, 所述溶剂为乙醇,所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮。 作为优选,所述步骤(1)中锂源、镍源和锰源的摩尔比为(0.95~1 .15):(0 .3~ 0.7):(1.2~1.8),所述镍源和溶剂的用量比为1mol:(2000~4000)mL,所述溶剂和分散剂 的体积比为(20~40):(1~8)。 作为优选,所述步骤(1)中的酯化反应在研磨条件下进行,所述研磨的方式为球 3 CN 111600003 A 说 明 书 2/5 页 磨,所述球磨的转速为600~1200r/min,所述球磨的时间为4~8h。 作为优选,所述步骤(2)中干燥的温度为60~120℃,所述干燥的时间为10~20h。 作为优选,所述步骤(3)中分步高温处理为顺次进行的第一步烧结和第二步烧结。 做为优选,所述第一步烧结的温度为400~600℃,所述第一步烧结的时间为2~ 5h。 作为优选,所述第二步烧结的温度为700~1000℃,所述第二步烧结的时间为6~ 12h。 本发明还提供了所述制备方法得到的三维多孔镍锰酸锂。 本发明提供了一种三维多孔镍锰酸锂的制备方法,将锂源、镍源、锰源、溶剂和分 散剂混合进行酯化反应,得到产物体系;将得到的产物体系进行干燥研磨,排出多余的溶剂 和液体,得到粉末;将粉末进行分步的高温处理,即可得到三维多孔镍锰酸锂,本发明提供 的制备方法简化了传统制备纳米尺寸多孔结构LNMO材料的复杂工艺,同时也缓解了传统高 温固相法制备过程中的团聚现象,并且合成简单,原料来源丰富,成本低,适合大规模工业 化生产。 本发明还提供了所述制备方法得到三维多孔镍锰酸锂,具有纳米尺寸的一次颗粒 和微米尺寸的二次颗粒,为材料带来了较高的放电比容量,良好的循环稳定性,电化学性能 优异。 附图说明 图1为实施例1制备的镍锰酸锂材料的XRD图谱; 图2为实施例1制备的镍锰酸锂材料的扫描电镜照片; 图3为实施例1制备的镍锰酸锂材料作为正极材料组装成电池后,5C时的循环性能 图。
下载此资料需消耗2积分,
分享到:
收藏