0.0lmolMnSO4 -H2O先溶解到5mL蒸餾水中,然后再向其中加入35mL乙二醇,混合均勻后緩慢(5mL/min)滴加到上述懸浮液中,過程中始終攪拌(10r/s);加入1mL油酸,攪拌(10r/s)10分鐘;將上述前驅(qū)體混合液轉(zhuǎn)移到容量為50mL的聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜內(nèi)襯中,不銹鋼反應(yīng)釜密封;采用烘箱加熱,加熱到180°C,保溫6h ;反應(yīng)結(jié)束后,室溫下冷卻至常溫,取出反應(yīng)物,分別使用去離子水和乙醇洗滌3次,80°C干燥12h,得到最終反應(yīng)產(chǎn)物。如圖1所示,產(chǎn)物為結(jié)晶完好的LiMnPO4純相。圖2SEM結(jié)果顯示,產(chǎn)物由LiMnPO 4納米片和納米球組成,納米片的邊長尺寸大小分布在100 - 200nm之間,厚度約為20nm,球形顆粒的直徑小于1nm0球形小顆粒的通過附著在納米片的表面有效阻止了納米片的緊密堆垛。圖4顯示了產(chǎn)物作為電池正極材料時(shí)的電化學(xué)阻抗譜圖,譜圖在高頻區(qū)呈現(xiàn)一個(gè)半圓的弧形,這個(gè)半圓的直徑大小代表了電荷轉(zhuǎn)移時(shí)的阻值大小,從圖中可近似的估算出電阻值約為30 Ω,說明制備的LiMnP04材料作為電池的正極時(shí)具有較好的導(dǎo)電性。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]將0.0125mol H3PO4 (1.44g 85wt.% 的 H3POyK溶液)加入到 20mL 乙二醇中,混合均勻;將0.03mol L1H.H2O加入到40mL乙二醇中,水浴加熱攪拌(lOr/s)至全部溶解,然后將其緩慢地(lmL/min)滴加到H3PO4溶液中,結(jié)束后得到了白色懸浮液;將0.0lmolMnSO4 -H2O先溶解到5mL蒸餾水中,然后再向其中加入35mL乙二醇,混合均勻后緩慢(5mL/min)滴加到上述懸浮液中,過程中始終保持劇烈攪拌(lOr/s);加入1mL油酸,攪拌(1r/s) 10分鐘;將上述前驅(qū)體混合液轉(zhuǎn)移到容量為50mL的聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜內(nèi)襯中,不銹鋼反應(yīng)釜密封;采用烘箱加熱,加熱到180°C,保溫Sh ;反應(yīng)結(jié)束后,室溫下冷卻至常溫,取出反應(yīng)物,分別使用去離子水和乙醇洗滌3次,80°C干燥12h,得到最終反應(yīng)產(chǎn)物。如圖1所示,產(chǎn)物為結(jié)晶完好的LiMnPO4,沒有其他雜質(zhì)相生成。圖2SEM結(jié)果顯示,產(chǎn)物由LiMnPOjfi米片和納米球組成,納米片的邊長尺寸大小分布在100 - 200nm之間,厚度約為20 - 30nm,球形顆粒的直徑小于10 - 20nmo
[0027]實(shí)施例3:
[0028]將0.013mol H3PO4(1.50g 85wt.%的 H3POyK溶液)加入到 20mL 乙二醇中,混合均勻;將0.028mol L1H.H2O加入到40mL乙二醇中,水浴加熱攪拌(10r/s)至全部溶解,然后將其緩慢地(lmL/min)滴加到H3PO4溶液中,結(jié)束后得到了白色懸浮液;將0.0lmolMnSO4 -H2O先溶解到5mL蒸餾水中,然后再向其中加入35mL乙二醇,混合均勻后緩慢(5mL/min)滴加到上述懸浮液中,過程中始終保持劇烈攪拌(lOr/s);加入1mL油酸,攪拌(1r/s) 10分鐘;將上述前驅(qū)體混合液轉(zhuǎn)移到容量為50mL的聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜內(nèi)襯中,不銹鋼反應(yīng)釜密封;采用烘箱加熱,加熱到180°C,保溫1h ;反應(yīng)結(jié)束后,室溫下冷卻至常溫,取出反應(yīng)物,分別使用去離子水和乙醇洗滌3次,80°C干燥12h,得到最終反應(yīng)產(chǎn)物。如圖1所示,產(chǎn)物為結(jié)晶完好的LiMnPO4,沒有其他雜質(zhì)相生成。
[0029]綜上實(shí)施列的附圖可以明確看出,本發(fā)明通過使用油酸作為生長助劑的溶劑熱法合成了純相的LiMnPO4粉體材料,粉體的由納米片和納米球組成,其中,納米球均勾地附著生張?jiān)诩{米片的表面,并有效阻止了納米片之間緊密的重疊堆垛,使得納米片的表面得以充分暴露。并且材料當(dāng)作為電池正極時(shí),具有較好的導(dǎo)電性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備高分散磷酸錳鋰納米材料的方法,其特征是使用油酸作為生長助劑,采用溶劑熱法一步磷酸猛鋰材料。2.如權(quán)利要求1所述的方法,具體步驟如下: 1).將H3POjK溶液加入到乙二醇中,制得濃度為0.6mol/L - 0.65mol/L的H #04溶液; 2).將L1H.H2O溶解到乙二醇中,制得濃度為0.70mol/L - 0.80mol/L的L1H溶液; 3).將步驟I)中制備的氏?04溶液,滴加到步驟2)中,使H3PO4溶液與L1H溶液的體積比為1:2,滴加過程中伴隨攪拌,滴加完畢后,得到白色懸浮液; 4).將MnSO4.H2O溶解到蒸餾水中,然后再加入乙二醇混合均勻,蒸餾水與乙二醇的體積比為1: 7,制得濃度為0.2mol/L - 0.3mol/L的MnSO4溶液;然后滴加到步驟3)得到的白色懸浮液中; 5).向步驟4)得到的懸浮液中加入油酸,油酸與懸浮液的體積比為1:10,攪拌均勻,前驅(qū)體混合液; 6).取前驅(qū)體混合液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜內(nèi)襯中,加熱到180°C,保溫6-10h;反應(yīng)結(jié)束后,室溫下冷卻至常溫,取出反應(yīng)物,分別使用去離子水和乙醇洗滌后,得到產(chǎn)物。3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述的H3PO4溶液濃度為85wt.%。4.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述步驟4)中,MnSO4溶液與L1H溶液的體積比為1:1。5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述步驟6)中使用不銹鋼反應(yīng)釜密封。6.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述攪拌數(shù)率為lOr/s。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備高分散磷酸錳鋰納米材料的方法。配制H3PO4水溶液的乙二醇溶液,配制LiOH·H2O的乙二醇溶液,兩者滴加完畢后,得到白色懸浮液;再將配制MnSO4·H2O的乙二醇溶液滴加到白色懸浮液中;加入油酸攪拌均勻形成前驅(qū)體混合液;將前驅(qū)體混合液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜內(nèi)襯中,加熱到180℃,保溫6-10h;反應(yīng)結(jié)束后,室溫下冷卻、洗滌后得到產(chǎn)物。本發(fā)明通過使用油酸作為生長助劑,合成了高分散LiMnPO4粉體材料,其中納米球均勻地附著生長在納米片的表面,阻止了納米片之間緊密的重疊堆垛,使得納米片的表面得以充分的暴露。
【IPC分類】H01M10/0525, B82Y40/00, H01M4/58, B82Y30/00, H01M4/62
【公開號】CN105118992
【申請?zhí)枴緾N201510478561
【發(fā)明人】孫曉紅, 胡旭東, 楊銘, 楊德明, 鄭春明
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月6日