一種表面改性的富鋰錳材料、制備方法及在鋰離子電池中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種表面改性的富鋰錳材料、制備方法及在鋰離子電池中的應(yīng)用，屬于鋰電池應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】。解決現(xiàn)有富鋰錳材料首次充放電庫(kù)侖效率小于100%的問(wèn)題。該方法將富鋰錳材料和鉬的化合物研磨，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以1-10℃/min升溫速率加熱，在100-500℃條件下煅燒0.5-5h，以1-10℃/min降溫速率冷卻至室溫，即得到表面改性的的富鋰錳材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：由該表面改性的富鋰錳材料作為鋰離子二次電池正極材料在首次放電容量可達(dá)250mAh/g，庫(kù)倫效率為100%，大大的提高了富鋰錳材料作為鋰離子電池正極材料在全電池應(yīng)用中的安全性。
【專利說(shuō)明】—種表面改性的富鋰錳材料、制備方法及在鋰離子電池中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰電池應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種表面改性的富鋰錳材料、制備方法及在鋰離子電池中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]富鋰猛，英文名為L(zhǎng)1-richlayeredmaterials,分子式為 XLi2MnO3-(l_x)LiMO2(M=Mn, Ni, Co)。富鋰錳材料是重要的鋰離子電池正極材料。
[0003]傳統(tǒng)的富鋰錳正極材料在首次充放電時(shí)其首次庫(kù)侖效率為70%_80%，首次庫(kù)侖效率小于100%，會(huì)伴隨氧氣的放出，在全電池的應(yīng)用中對(duì)安全性有著很大的威脅，這是制約富鋰錳材料作為鋰離子電池正極材料在商品化應(yīng)用中的關(guān)鍵因素。美國(guó)阿貢高能量實(shí)驗(yàn)室Μ.M.Thackeray教授提出利用酸處理富鋰猛正極材料的方法提高其首次庫(kù)侖效率,但是該方法既改變了富鋰錳的結(jié)構(gòu)，同時(shí)降低了其首次充電容量；韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)Yang-KookSun教授通過(guò)對(duì)富鋰錳材料進(jìn)行表面AlF3包覆有效的將富鋰錳材料的首次庫(kù)侖效率提高至90%以上，但是仍未達(dá)到100%，在充放電過(guò)程中氧氣的析出依然存在；天津大學(xué)趙乃勤教授課題組通過(guò)對(duì)富鋰錳材料表面包覆FePO4有效的將其首次庫(kù)侖效率提高至80%以上，但是同樣也沒(méi)有從根本上解決其首次庫(kù)侖效率不足100%的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目 的是為了解決現(xiàn)有富鋰錳材料首次充放電庫(kù)侖效率小于100%的問(wèn)題，而提供一種表面改性的富鋰錳材料、制備方法及在鋰離子電池中的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明首先提供一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，包括如下步驟:
[0006]步驟一:將富鋰錳材料和鑰的化合物研磨，得到化合物粉末，所述的鑰的化合物中的鑰元素和富鋰錳材料的質(zhì)量比為1:(10~1000)；
[0007]步驟二:將步驟一得到的化合物粉末在空氣中以l-10°c /min升溫速率加熱，100-500°C條件下煅燒0.5-5h，以1-10°C /min降溫速率冷卻至室溫，即得到表面改性的的富鋰錳材料。
[0008]優(yōu)選的是,所述的富猛鋰材料的結(jié)構(gòu)式為(XLi2MnO3-(1-X) Li (MnaNibCoc) O2,其中，0.3?x?0.7,0?a?l, 0?b?0.5，0?c?0.5，a+b+c=l。
[0009]優(yōu)選的是，所述的富錳鋰材料的結(jié)構(gòu)式為0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302。
[0010]優(yōu)選的是，所述的富錳鋰材料的結(jié)構(gòu)式為0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNi) 1/202。
[0011]優(yōu)選的是，所述的鑰的化合物選自三氧化鑰或鑰酸銨中的一種或兩種。
[0012]優(yōu)選的是，所述的鑰的化合物中的鑰元素和富鋰錳材料的質(zhì)量比為1:150。
[0013]優(yōu)選的是，所述的研磨時(shí)間為20~60min。
[0014]優(yōu)選的是，所述的步驟二的煅燒溫度為300°C，煅燒時(shí)間為5h。
[0015]本發(fā)明還提供上述制備方法得到的表面改性的富鋰錳材料。[0016]本發(fā)明還提供上述表面改性的富鋰錳材料在鋰離子電池中的應(yīng)用。
[0017]本發(fā)明的有益效果
[0018]本發(fā)明提供一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，該方法將富鋰錳材料和鑰的化合物研磨，得到化合物粉末，所述的鑰的化合物中的鑰元素和富鋰錳前驅(qū)體質(zhì)量比為1:(10?1000);將化合物粉末在空氣中以l-10°c /min升溫速率加熱，在100-500°C條件下煅燒0.5-5h，以1-10°C /min降溫速率冷卻至室溫，即得到表面改性的的富鋰錳材料。該方法工藝簡(jiǎn)單，通過(guò)控制反應(yīng)溫度，由于鑰化合物的單層分散作用，使鑰化合物完全包覆在富鋰錳前驅(qū)體表面。
[0019]本發(fā)明還提供一種表面改性的富鋰錳材料及在鋰離子電池中的應(yīng)用，該表面改性的富鋰錳材料制備的鋰離子電池正極材料具有良好的電化學(xué)性能，由于鑰化合物的完全包覆使富鋰錳與電解液完全隔絕，將富鋰錳的首次庫(kù)侖效率提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)比于富鋰錳前驅(qū)體的首次庫(kù)侖效率為70%-80%，本發(fā)明制備的表面改性的富鋰錳材料的首次庫(kù)侖效率提高至100%，同時(shí)，在維持富鋰錳前驅(qū)體放電比容量的前提下，極大的提高了全電池的安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為前驅(qū)體富鋰錳(a)和本發(fā)明實(shí)施例1中Mo修飾的富鋰錳(b)的XRD圖譜；
[0021]圖2為前驅(qū)體富鋰錳(a)和本發(fā)明實(shí)施例1中Mo修飾的富鋰錳(b)的掃描電鏡圖片;
[0022]圖3為前驅(qū)體富鋰錳(a)和本發(fā)明實(shí)施例1中Mo修飾的富鋰錳(b)制備的鋰離子電池在0.1C倍率下的首次充放電曲線；
[0023]圖4為前驅(qū)體富鋰錳(a)和本發(fā)明實(shí)施例1中Mo修飾的富鋰錳(b)制備的鋰離子電池在不同倍率下首次充放電曲線；
[0024]圖5為前驅(qū)體富鋰錳(a)和本發(fā)明實(shí)施例1中Mo修飾的富鋰錳(b)制備的鋰離子電池在0.1C倍率下的充放電循環(huán)壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明首先提供一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，包括如下步驟:
[0026]步驟一:將富鋰錳材料和鑰的化合物研磨，得到化合物粉末，所述的鑰的化合物中的鑰元素和富鋰錳材料的質(zhì)量比為1:(10?1000)；
[0027]步驟二:將步驟一得到的化合物粉末在空氣中以1-10°C /min升溫速率加熱，100-500°C條件下煅燒0.5-5h，以1-10°C /min降溫速率冷卻至室溫，即得到表面改性的的富鋰錳材料。
[0028]按照本發(fā)明，首先先將富鋰錳材料和鑰的化合物研磨，所述的研磨時(shí)間沒(méi)有特殊限制，充分研磨成粉末即可，優(yōu)選為20min以上，更優(yōu)選為20?60min。
[0029]所述的富猛鋰材料的結(jié)構(gòu)式優(yōu)選為(XLi2MnO3-(1-X)Li (MnaNibCoc)O2,其中，0.3〈〈x〈〈0.7，0〈〈a〈〈l，0〈〈b〈〈0.5，0〈〈c〈〈0.5，a+b+c=l。更優(yōu)選結(jié)構(gòu)式為0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302 或 0.5Li2Mn03_0.5Li (MnNi) 1/202。
[0030]所述的鑰的化合物優(yōu)選選自三氧化鑰或鑰酸銨中的一種或兩種。所述的鑰的化合物中的鑰元素和富鋰錳材料的質(zhì)量比優(yōu)選為1:150。
[0031]按照本發(fā)明，將步驟一得到的化合物粉末在空氣中以1-10°C /min升溫速率加熱，優(yōu)選為5°C /min，在100-500°C條件下煅燒0.5_5h，反應(yīng)溫度優(yōu)選為250_450°C，最優(yōu)選為300°C，煅燒時(shí)間優(yōu)選為5h，然后以1-10°C /min降溫速率冷卻至室溫，優(yōu)選為5°C /min, BP得到表面改性的的富鋰錳材料。本發(fā)明步驟二中的反應(yīng)溫度控制對(duì)得到的產(chǎn)物表面改性的富鋰錳材料非常關(guān)鍵，當(dāng)溫度低于100°C時(shí)，所述的鑰酸銨在該溫度下不會(huì)分解，其次如果使用的原料為MoO3,在該溫度下也不能使MoO3單層分散，就不能達(dá)到完全包覆的效果，對(duì)首次庫(kù)侖效率的提高影響不大；當(dāng)溫度高于500°C時(shí)，在高溫條件下長(zhǎng)時(shí)間煅燒，Mo可能會(huì)摻雜進(jìn)入富鋰錳材料中，改變富鋰錳材料結(jié)構(gòu)，生成不必要的副產(chǎn)物。
[0032]本發(fā)明還提供上述制備方法得到的表面改性的富鋰錳材料。
[0033]本發(fā)明還提供上述表面改性的富鋰錳材料在鋰離子電池中的應(yīng)用，將所得的表面改性的富鋰錳正極材料制備鋰離子電池的方法是本領(lǐng)域常用的方法，具體方法為:將制得的正極材料按富鋰錳:乙炔黑:PVDF (聚偏氟乙烯)=80:10:10的質(zhì)量比準(zhǔn)確稱量，然后加入一定量的NMP (氮甲基吡咯烷酮)研磨均勻，然后用刮刀均勻?qū)⑵渫扛苍阡X箔上，120°C真空烘12h，然后經(jīng)切片、壓片、稱量等工藝后在充滿氬氣的手套箱中組裝成扣式電池。所用的電解液為ImoVLLiPF6的碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯(質(zhì)量比為1:1)溶液，隔膜為celgard2400膜，以及組裝電池所需的正負(fù)極電池殼，鋰片，墊片。
[0034]本發(fā)明表面改性的富鋰錳正極材料由于鑰化合物的單層分散作用，使鑰化合物完全包覆在富鋰錳前驅(qū)體表面，由于鑰化合物的完全包覆使富鋰錳與電解液完全隔絕，將富鋰錳的首次庫(kù)侖效率提高至100%。
[0035]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0036]實(shí)施例1
[0037]將50g0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302 和 0.97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302@1.5%Mo)。
[0038]將制得的表面修飾的富鋰錳材料按(0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302il.5%Mo):乙炔黑:PVDF (聚偏氟乙烯)=80:10:10的質(zhì)量比準(zhǔn)確稱量，然后加入一定量的NMP (氮甲基吡咯烷酮)研磨均勻，然后用刮刀均勻?qū)⑵渫扛苍阡X箔上，120°C真空烘12h，然后經(jīng)切片、壓片、稱量工藝后在充滿氬氣的手套箱中組裝成扣式電池，電池中所用的電解液為Imol/LLiPF6的碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯(質(zhì)量比為1:1)溶液，隔膜為celgard2400膜，以及組裝電池所需的正負(fù)極電池殼，鋰片，墊片。
[0039]圖1為實(shí)施例1中前驅(qū)體富鋰錳和Mo修飾的富鋰錳的XRD圖譜，其中圖a為前驅(qū)體富鋰錳的XRD圖譜，圖b為Mo修飾富鋰錳XRD圖譜，測(cè)試結(jié)果表明Mo修飾富鋰錳材料能夠保持富鋰錳材料的基本特征峰，峰型尖銳，背底平整，65°的峰型發(fā)生微小的改變，說(shuō)明三氧化鑰對(duì)富鋰錳前驅(qū)體起到一定的修飾作用同時(shí)能夠保持富鋰錳前驅(qū)體的特征峰。圖b中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)三氧化鑰的特征峰，說(shuō)明三氧化鑰均勻分散在富鋰錳前驅(qū)體的表面，將富鋰錳材料完全包覆。
[0040]圖2為實(shí)施例1中富鋰錳前驅(qū)體和Mo修飾的富鋰錳的掃描電鏡圖片，圖a為放大倍數(shù)為5000倍的富鋰錳前驅(qū)體的掃描電鏡圖片，圖b為放大倍數(shù)為5000倍的Mo修飾富鋰錳的掃描電鏡圖片，從圖中可以看出Mo修飾富鋰錳在300°C空氣中煅燒后并粒徑并沒(méi)有變大，且粒徑均勻，分布窄。
[0041]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中富鋰錳前驅(qū)體和Mo修飾的富鋰錳在0.1C條件下的首次充放電曲線，圖a為前驅(qū)體富鋰錳的首次充放電曲線，圖b為Mo修飾富鋰錳的首次充放電曲線。從圖3中可以看出，組裝成的扣式電池靜置4-5h后，以0.1C的倍率充放電，圖a中首次放電容量為ZSOmAhg—1，首次庫(kù)侖效率為80.9%，圖b中首次放電容量為SSOmAhg—1，首次庫(kù)侖效率為100%。圖3表明富鋰錳前驅(qū)體電化學(xué)性能好，Mo修飾富鋰錳首次放電容量并沒(méi)有衰減，并且首次庫(kù)侖效率。
[0042]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中富鋰錳前驅(qū)體和Mo修飾的富鋰錳不同倍率的首次充放電曲線，圖a為前驅(qū)體富鋰錳在不同倍率下的首次充放電曲線，圖b為Mo修飾富鋰錳在不同倍率下的首次充放電曲線。從圖4中可以看出，組裝成的扣式電池靜置4-5h后，以不同倍率(0.1C, 0.2C,0.5C)首次充放電，圖a中首次庫(kù)侖效率分別為80.9%, 80.7%, 71.6% ;圖b中首次庫(kù)侖效率均為100%。圖4表明Mo修飾富鋰錳材料在首次充放電過(guò)程中，首次庫(kù)侖效率均能夠提高到100%。
[0043]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中富鋰錳前驅(qū)體和Mo修飾的富鋰錳在0.5C倍率下的充放電循環(huán)曲線，圖a為前驅(qū)體富鋰錳在0.5C倍率下的充放電循環(huán)曲線，圖b為Mo修飾富鋰錳在0.1C倍率下的充放電曲線。從 圖5中可以看出，組裝成扣式電池靜置4-5h后，在0.1C倍率下進(jìn)行充放電循環(huán)，圖a中首次庫(kù)侖效率為80%，以后都接近100%，40圈循環(huán)后，放電比容量由ZSOmAhg—1降到181.5mAhg^,容量保持率為64.8% ;而在圖b中，首次庫(kù)侖效率為100%，以后都接近100%，40圈循環(huán)后，放電比容量由268-1^-1降到152.5mAhg_1,容量保持率為56.9%ο
[0044]實(shí)施例2
[0045]將50g0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNi) 1/202 和 0.97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNi) 1/202@1.5%Mo)。
[0046]將制得的Mo修飾富鋰錳前驅(qū)體正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C, 0.2C，0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0047]實(shí)施例3
[0048]將50g0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302 和 0.1lg 三氧化鑰混合研磨 30min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以10°c /min升溫至250°C煅燒3h，10°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302il.5%Mo03)。
[0049]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C，0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0050]實(shí)施例4
[0051]將50g0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302 和 0.065g 鑰酸銨混合研磨 60min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以l°c /min升溫至450°C煅燒0.5h，1°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302@0.1%Μο)。[0052]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C，0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為90%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0053]實(shí)施例5
[0054]將50g0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302 和 6.47g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302@10%Mo)。
[0055]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C，0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0056]實(shí)施例6
[0057]將50g0.3Li2Mn03-0.7Li (Mna3Nia7)O2 和 0.97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.3Li2Mn03-0.7Li (Mna3Nia7)O2Ol.5%Mo)。
[0058]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C，0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0059]實(shí)施例7
[0060]將50g(X 7Li2Mn03-0.3Li (Mna3Nia7)O2 和(λ 97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.7Li2Mn03-0.3Li (Mna3Nia7)O2Ol.5%Mo)。
[0061]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C，0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0062]實(shí)施例8
[0063]將50g0.3Li2Mn03-0.7Li (Mna7Nia3)O2 和 0.97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.3Li2Mn03-0.7Li (Mna7Nia3)O2Ol.5%Mo)。
[0064]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C,0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0065]實(shí)施例9
[0066]將50g0.7Li2Mn03-0.3Li (Mna7Nia3)O2 和 0.97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.7Li2Mn03-0.3Li (Mna7Nia3)O2Ol.5%Mo)。
[0067]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C,0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0068]實(shí)施例10
[0069]將50g0.3Li2Mn03-0.7Li (MnNiCo) 1/302 和 0.97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為(0.3Li2Mn03-0.7Li (MnNiCo) 1/302@1.5%Mo)。
[0070]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，0.2C,0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0071]實(shí)施例11[0072]將50g0.7Li2Mn03-0.3Li (MnNiCo) 1/302 和 0.97g 鑰酸銨混合研磨 20min，至混合均勻，得到化合物粉末，將化合物粉末在空氣中以5°C /min升溫至300°C煅燒5h，5°C /min降至室溫，即得到表面改性的富鋰錳材料，記為0.7Li2Mn03-0.3Li (MnNiCo) 1/302@1.5%Mo)。
[0073]將制得的Mo修飾富鋰錳正極材料按實(shí)施例1的方法組裝成扣式電池，在0.1C，
0.2C，0.5C倍率下充放電，其首次庫(kù)侖效率均為100%，表明其電化學(xué)性能良好。
[0074]以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0075]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:將富鋰錳材料和鑰的化合物研磨，得到化合物粉末，所述的鑰的化合物中的鑰元素和富鋰錳材料的質(zhì)量比為1:(10~1000)； 步驟二:將步驟一得到的化合物粉末在空氣中以1-10 °C /min升溫速率加熱，100-500°C條件下煅燒0.5-5h，以1-10°C /min降溫速率冷卻至室溫，即得到表面改性的的富鋰錳材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，所述的富錳鋰材料的結(jié)構(gòu)式為(XLi2MnO3-(1-x) Li (MnaNibCoc) O2，其中，0.3?x?0.7,0?a?l, O?b?0.5，0?c?0.5，a+b+c=l。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，所述的富錳鋰材料的結(jié)構(gòu)式為0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNiCo) 1/302。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，所述的富錳鋰材料的結(jié)構(gòu)式為0.5Li2Mn03-0.5Li (MnNi) 1/202。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，所述的鑰的化合物選自三氧化鑰或鑰酸銨中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，所述的鑰的化合物中的鑰元素和富鋰錳材料的質(zhì)量比為1:150。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，所述的研磨時(shí)間為20~60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面改性的富鋰錳材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟二的煅燒溫度為300°C，煅燒時(shí)間為5h。
9.權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)所述的制備方法得到的表面改性的富鋰錳材料。
10.權(quán)利要求9所述的表面改性的富鋰錳材料在鋰離子電池中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H01M4/525GK103956476SQ201410106775
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】楊向光, 張彬, 張一波, 張興文, 張震東, 苗珍珍, 李經(jīng)緯, 鄔天笑, 陳斌 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所