專利名稱：鋰離子電池正極材料LiMn的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用動力型鋰離子電池正極材料LiMn2O4的制備方法，它屬于電化學、無機合成和電子產(chǎn)品技術領域。
隨著社會的發(fā)展，充電電池被家電、交通等領域廣泛使用，而鋰離子電池以其重量輕、功率大、壽命長、無記憶效應、無污染等多項優(yōu)點被公認為是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ碾娏δ茉垂分弧５壳捌胀ㄤ囯x子電池的，其成本很高，大電流、高低溫性能差，不易在電動車輛推廣使用，正極材料制備是關鍵技術之一，許多公司和研究機構研究各種正極材料及制備方法，有一些材料已是成熟產(chǎn)品，文獻報道，已發(fā)展的合成方法有①高溫固相法(TARASCON J M，MCKINNOM W R，COOWAR F，et al.Synthesis condition and oxygenstoichiometry effects on Li insertion into spinel LiMn2O4[J].J Electrochem Soc，1994，141(6)1421.)②溶膠-凝膠法(BACH S，HENRY M，BAFFLER N，et al.Sol-gel synthesis of manganese oxides[J].State Chem，1990，88325.)③水熱合成法(HUANG Haitao，BRUCE Peter G.A 4 V lithium manganese oxidecathode for rocking-chair lithium-ion cells[J].J Electrochem Soc，1994，141(9)L106.)④Rechini方法(LIU W，KOWAL K，F(xiàn)ARRINGTONK G C.Synthesis andelectrochemical studies of spine phase LiMn2O4cathode material prepared by thepechini process[J].J Electrochem Soc，1996，143(3)879.)等，目前常法制備的LiMn2O4(錳酸鋰)由于其循環(huán)壽命短及容量低，大電流放電性能差，限制使用。需尋找一種更適用動力型鋰電用的LiMn2O4的制備方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種LiMn2O4的制備方法，該法是采用乳膠干燥熔融法制備LiMn2O4，能適用于制造成動力型鋰離子電池正極膜。具有原料易得、生產(chǎn)成本較低、工藝簡單穩(wěn)定、適于規(guī)?；a(chǎn)的特點。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術措施是(一)材料制備原理合成LiMn2O4是以碳酸錳(MnCO3)和醋酸鋰(LiCH3COO)為原料，基本合成反應為 (二)合成材料配方按投料原料的正確成份和含量以鋰/錳摩爾比0.5的比例混合，摻雜約1％的Ni2+、Co3+和Mg2+部分離子，添加15～20％PVDF及聚乙烯醇乳膠。
(三)合成工藝按上述配方，將原料混合成乳膠狀在200℃溫度下干燥5～7小時，然后在850℃溫度下成熔融態(tài)反應10小時，冷卻后取出，經(jīng)過粉化處理制得LiMn2O4正極粉。
與已有技術相比，本發(fā)明已達到的效果本發(fā)制備的LiMn2O4具有以下顯著特點1、制備的LiMn2O4材料晶相均勻，放電性能達到135mAh/g比容量，工作電位在3.7～4.15V。
2、制備的材料大電流放電性能較好，5C放電容量在128mAh/g。
3、工藝簡單穩(wěn)定，適于規(guī)?；a(chǎn)。
4、原料易得，生產(chǎn)成本較低。


圖1是用本發(fā)明方法制得的LiMn2O4材料制成正極膜在0.2C倍率充放電及5C倍率放電下的曲線。
圖注①充電曲線②0.2C放電曲線③5C放電曲線
權利要求
1.一種高比容量、大電流性能優(yōu)良的鋰離子電池正極材料LiMn2O4乳膠干燥熔融制備法，其特征在于該方法是以碳酸錳(MnCO3)和醋酸鋰(LiCH3COO)為原料，按比例混合，摻雜約1％的Ni2+、Co3+和Mg2+部分離子，添加PVDF及聚乙烯醇成乳膠狀，將原料混合成乳膠狀在200℃溫度下干燥，然后在850℃溫度下熔融、冷卻，經(jīng)過粉化處理制得產(chǎn)品。
2.按權利要求1所述的制備方法，其特征在于原料采用碳酸錳(MnCO3)和醋酸鋰(LiCH3COO)。
3.按權利要求1和要求2所述的制備方式，其特征是制備時添加PVDF及聚乙烯醇作為膠粘劑。
4.按權利要求1、要求2和要求3所述的制備方式，其特征是制備成乳膠狀漿料混合有一干燥過程。
5.權利和要求1、2、3、4所述的制備方法，其特征是制成的LiMn2O4具有放電性能達到135mAh/g比容量，工作電位在3.7～4.15V，大電流放電性能較好，5C放電容量在128mAh/g。
全文摘要
采用乳膠干燥熔融法制備LiMn
文檔編號C01D15/02GK1453889SQ02116898
公開日2003年11月5日 申請日期2002年4月26日 優(yōu)先權日2002年4月26日
發(fā)明者沈濤, 唐琛明, 董輝 申請人:江蘇海四達集團有限公司