600nm之間。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]將0.094mol H3PO4(1.08g 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50°C攪拌(10r/s)至全部溶解，然后將其緩慢地(lmL/min)滴加到H3PO4S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，混合均勻后緩慢滴加(5mL/min)到上述懸浮液中，過(guò)程中始終保持?jǐn)嚢?lOr/s);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，并將一枚磁性轉(zhuǎn)子放入反應(yīng)釜內(nèi)襯中，然后使用不銹鋼反應(yīng)釜密封；使用磁力加熱攪拌器作為熱源，并達(dá)到攪拌(lOr/s)的目的；采用油浴加熱，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。
[0025]實(shí)施例3:
[0026]將0.096mol H3PO4(1.1Og 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50°C攪拌(10r/s)至全部溶解，然后將其緩慢地(lmL/min)滴加到H3PO4S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，混合均勻后緩慢滴加(5mL/min)到上述懸浮液中，過(guò)程中始終保持劇烈攪拌(lOr/s);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，并將一枚磁性轉(zhuǎn)子放入反應(yīng)釜內(nèi)襯中，然后使用不銹鋼反應(yīng)釜密封；使用磁力加熱攪拌器作為熱源，并達(dá)到攪拌(lOr/s)的目的；采用油浴加熱，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純相。
[0027]實(shí)施例4:
[0028]將0.0lmol H3PO4 (1.15g 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50°C攪拌(10r/s)至全部溶解，然后將其緩慢地(lmL/min)滴加到H3PO4S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，混合均勻后緩慢滴加(5mL/min)到上述懸浮液中，過(guò)程中始終保持劇烈攪拌(lOr/s);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，并將一枚磁性轉(zhuǎn)子放入反應(yīng)釜內(nèi)襯中，然后使用不銹鋼反應(yīng)釜密封；使用磁力加熱攪拌器作為熱源，并達(dá)到攪拌(lOr/s)的目的；采用油浴加熱，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純相。圖2SEM結(jié)果顯示，LiMnPO 4晶體呈粒狀，尺寸分布均勻，顆粒尺寸大小在50-100nm之間。通過(guò)使用在溶劑熱法過(guò)程中使用攪拌可顯著減小晶體的尺寸。圖4為所制得LiMnPO4M料作為正極組裝成電池測(cè)得的電壓比容量曲線，電池首先在0.1C的電流下恒流充電，當(dāng)電壓達(dá)到4.5V時(shí)，恒壓充電，至電流衰減為0.03C時(shí)結(jié)束充電，然后再在0.1C的電流下恒流放電，至電壓降為2.5V時(shí)結(jié)束放電。從圖中可以看出，電池的放電平臺(tái)在4.1V左右，放電平臺(tái)與充電平臺(tái)之間的電壓差值在0.1-0.2V，說(shuō)明電池的電荷極化較小。另外，較高的放電比容量145mAhg 1也說(shuō)明了鋰離子在材料中嵌入和脫出得比較充分。
[0029]綜上實(shí)施列的附圖可以明確看出，本發(fā)明通過(guò)在溶劑熱法合成過(guò)程中使用攪拌工藝，并通過(guò)調(diào)整時(shí)間成功制備了尺寸小于10nm的磷酸錳鋰材料。并且當(dāng)材料作為正極材料組裝成電池后，在0.1C的電流下獲得了 145mAhg 1的放電比容量，說(shuō)明了鋰離子在材料中嵌入和脫出得比較充分。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備小尺寸納米磷酸錳鋰材料的方法，其特征是在溶劑熱法合成過(guò)程中加入攪拌，一步制備小尺寸的納米磷酸猛鋰材料。2.如權(quán)利要求1所述的方法，具體步驟如下: 1).將85wt.%的H3POvK溶液加入到乙二醇中，制得濃度為0.45mol/L - 0.50mol/L的氏?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，然后取步驟I中制備的H3PO4S液，滴加到其中，使H 3P04溶液與L1H溶液的體積比為1:2，邊滴加邊攪拌，攪拌速率為lOr/s，滴加完畢后，得到白色懸浮液； 3).先將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2得到的白色懸浮液中，MnSO4溶液與L1H溶液的體積比為1: 1，邊滴加邊攪拌，攪拌速率為lOr/s，得到前驅(qū)體混合液； 4).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，并將一枚磁性轉(zhuǎn)子放入到內(nèi)襯中，然后使用不銹鋼反應(yīng)釜密封； 5)使用磁力加熱攪拌器作為熱源，達(dá)到攪拌速率為lOr/s，油浴加熱到180°C，保溫6-10小時(shí)； 6)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，得到最終反應(yīng)產(chǎn)物。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制備小尺寸納米磷酸錳鋰材料的方法，是在溶劑熱法合成過(guò)程中加入攪拌，一步制備小尺寸的納米磷酸錳鋰材料。通過(guò)在溶劑熱法合成過(guò)程中使用攪拌的工藝，可以加快離子的遷移和擴(kuò)散，是其快速成核，增加成核中心的數(shù)目，并減少不均勻成核的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)減小合成產(chǎn)物晶體尺寸的目的。本發(fā)明成功制備了尺寸小于100nm的磷酸錳鋰材料。并且當(dāng)材料作為正極材料組裝成電池后，在0.1C的電流下獲得了145mAhg-1的放電比容量，說(shuō)明了鋰離子在材料中嵌入和脫出得比較充分。
【IPC分類】H01M4/58, C01B25/45, H01M10/0525, B82Y30/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105140514
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510477024
【發(fā)明人】孫曉紅, 胡旭東, 楊銘, 楊德明, 鄭春明
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月6日