g，將二氧化錳和聚乙二醇加入加 3. OL無鹽水混合均 勻，球磨處理3h，噴霧造粒，得到的粉體在惰性氣氛中于500 °C預(yù)處理8h，得到碳包覆二氧 化錳粉體。將氫氧化鋰溶于3. 5L無鹽水中，加入碳包覆二氧化錳粉體攪拌均勻，球磨處理 3h，噴霧造粒得到干燥粉體。將該粉體加入到回轉(zhuǎn)爐中，在N2氣氛中650 °C燒結(jié)8h，再升 溫至820 °C燒結(jié)6h后，冷卻，過篩，氣流分級及得到產(chǎn)品。
[0021] 所得廣品碳含量為2. 3%。
[0022] 實施例4 按照n (Li):n (Mn)=O. 53,稱取402g醋酸鋰和1000 g二氧化錳，按照二氧化錳15%的 重量加入有機碳源聚丙烯酸150g，將二氧化錳和聚丙烯加入加 3. 6L無鹽水混合均勻，球 磨處理8h，噴霧造粒，得到的粉體在惰性氣氛中于500 °C預(yù)處理8h，得到碳包覆二氧化錳 粉體。將醋酸鋰溶于3. 5L無鹽水中，加入碳包覆二氧化錳粉體攪拌均勻，球磨處理3h，噴 霧造粒得到干燥粉體。將該粉體加入到回轉(zhuǎn)爐中，在N2氣氛中650 °C燒結(jié)8h，再升溫至880 °C燒結(jié)8h后，冷卻，過篩，氣流分級及得到產(chǎn)品。
[0023] 所得產(chǎn)品碳含量為2. 6%。
[0024] 實施例5 按照n (Li):n (Mn)=O.55,稱取151g氫氧化鋰和1000 g二氧化猛，按照二氧化猛10% 的重量加入有機碳源葡萄糖l〇〇g，將二氧化錳和葡萄糖加入加3. 6L無鹽水混合均勻，球 磨處理8h，噴霧造粒，得到的粉體在惰性氣氛中于500 °C預(yù)處理8h，得到碳包覆二氧化錳 粉體。將氫氧化鋰溶于4. OL無鹽水中，加入碳包覆二氧化錳粉體攪拌均勻，球磨處理3h， 噴霧造粒得到干燥粉體。將該粉體加入到回轉(zhuǎn)爐中，在N2氣氛中650 °C燒結(jié)8h，再升溫至 880 °C燒結(jié)5h后，冷卻，過篩，氣流分級及得到產(chǎn)品。
[0025] 所得產(chǎn)品碳含量為2. 3%。
[0026] 對比例1 按照n (Li) :n (Mn) =0.52,稱取395g醋酸鋰和1000 g二氧化錳，加入加3L無鹽水混 合均勻，球磨處理8h，噴霧造粒得到干燥粉體。將該粉體加入到回轉(zhuǎn)爐中，在N2氣氛中650 °C燒結(jié)8h，再升溫至800 °C燒結(jié)5h后，冷卻，過篩，氣流分級及得到產(chǎn)品。
[0027] 所得產(chǎn)品碳含量為0。
[0028] 電化學(xué)性能測試 為檢驗本發(fā)明方法制備的改性鋰離子電池錳酸鋰正極材料的性能，用半電池測試方法 進行測試，用以上實施例和比較例的正極材料：乙炔黑：PVDF (聚偏氟乙烯)=93 :3 :4 (重量 比)，加適量NMP (N-甲基吡咯烷酮）調(diào)成漿狀，涂布于銅箱上，經(jīng)真空110°C干燥8小時制 成正極片；以金屬鋰片為對電極，電解液為lmol/L LiPF6/EC+DEC+DMC=l :1 :1，聚丙烯微孔 膜為隔膜，組裝成電池。充放電電壓為I. 〇~2. 5V，充放電速率為0. 5C，對電池性能進行能 測試，測試結(jié)果見表1。
[0029] 表1為不同實施例和比較例中正極材料的性能比較
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員 應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和 改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效 物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于包括以下步驟： 1)將二氧化錳和有機碳源加水混合，球磨處理后噴霧造粒，得到的粉體在惰性氣氛中 預(yù)處理，得到碳包覆二氧化錳粉體； 2 )將鋰源溶于水中，加入步驟1)得到的二氧化錳粉體，然后球磨處理后噴霧造粒，得到 干燥粉體； 3)將步驟2)得到的干燥粉體在惰性氣氛中處理，再進行高溫?zé)崽幚?，?jīng)過氣流分級即 得到鋰離子正極材料LiMn204/C。2. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于在步驟 1) 中，所述有機碳源采用可溶于水的有機物中的一種，所述可溶于水的有機物可選自葡萄 糖、蔗糖、果糖、聚乙二醇、聚丙烯酸、殼聚糖中的一種。3. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn2O4C的合成方法，其特征在于在步驟1) 中，所述球磨處理的時間為5~IOh ;所述預(yù)處理的溫度為400~500 °C，預(yù)處理的時間 為5~8h。4. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于在步驟 2) 中，所述鋰源可采用水溶性鋰鹽醋酸鋰、氫氧化鋰中的一種；所述球磨處理的時間為2 ~3h〇5. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于在步驟 1)和2)中，所述二氧化錳、鋰源按元素摩爾數(shù)為n (Li) :n (Mn) =0. 52~0. 55。6. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于在步驟 1)中，在步驟1)中，所述有機碳源的質(zhì)量為二氧化錳質(zhì)量的10%~15%。7. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于在步驟 1)和2)中，在步驟1)和2)中，所述水可采用無鹽水，其中步驟1)中水的加入量按質(zhì)量比 為二氧化錳的3~4倍，步驟2)中水的加入量按質(zhì)量比為碳包覆二氧化錳粉體質(zhì)量的3~ 4倍。8. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于在步驟 1)和3)中，所述惰性氣氛采用氮氣或氬氣。9. 如權(quán)利要求1所述一種鋰離子正極材料LiMn 204/C的合成方法，其特征在于在步驟 3) 中，所述處理的溫度為500~600°C，處理的時間為10~20h ;所述高溫?zé)崽幚淼臏囟葹?750~850°C，高溫?zé)崽幚淼臅r間為2~20h。
【專利摘要】一種鋰離子正極材料LiMn2O4/C的合成方法，其特征在于包括以下步驟：1）將二氧化錳和有機碳源加水混合，球磨處理后噴霧造粒，得到的粉體在惰性氣氛中預(yù)處理，得到碳包覆二氧化錳粉體；2）將鋰源溶于水中，加入步驟1）得到的二氧化錳粉體，然后球磨處理后噴霧造粒，得到干燥粉體；3）將步驟2）得到的干燥粉體在惰性氣氛中處理，再進行高溫?zé)崽幚恚?jīng)過氣流分級即得到鋰離子正極材料LiMn2O4/C。通過對二氧化錳首先進行碳包覆，避免后期因高溫處理導(dǎo)致錳酸鋰的團聚，防止錳酸鋰晶粒生產(chǎn)過大，同時避免錳酸鋰直接接觸電解液而發(fā)生Jahn-Teller效應(yīng)，提高材料的導(dǎo)電性能，保證錳酸鋰的循環(huán)穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01M4/505, B82Y40/00, B82Y30/00, H01M4/62
【公開號】CN105047899
【申請?zhí)枴緾N201510333724
【發(fā)明人】田東
【申請人】田東
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月16日