一种管状复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种管状复合材料及其制备方法和应用。所述的管状复合材料，由呈管状结构的xLi₂MnO₃·(1-x)LiMn_0.5Ni_0.5O₂组成，其中，0.3≤x≤0.7。该管状复合材料由于呈现管状结构，并且Li₂MnO₃自身可提供容量及起到稳定结构的作用，该复合材料可提供较高的容量，并且在充放电过程中体现出较高的循环稳定性，可用作或制备锂离子电池正极材料。本发明复合材料的两步法制备工艺，具有工艺简单、成本低、周期短、能耗低等优点，适合大规模工业化生产。

主权项

一种管状复合材料，其特征在于，由呈管状结构的xLi₂MnO₃·(1‑x)LiMn_0.5Ni_0.5O₂组成，其中，0.3≤x≤0.7；所述的管状复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将二价锰盐或二价锰盐的结晶水合物溶于去离子水中，得到Mn²⁺浓度为0.02mol/L～0.2mol/L的溶液；2)在步骤1)的溶液中加入KClO₃，密封后升温至170℃～260℃，反应12小时～60小时后冷却，收集固体产物，经去离子水和无水乙醇交替反复洗涤，干燥，得到管状结构的β‑MnO₂；3)将步骤2)中管状结构的β‑MnO₂、含Li的物质与含镍的物质按目标产物xLi₂MnO₃·(1‑x)LiMn_0.5Ni_0.5O₂中Mn、Li和Ni的化学计量比混合均匀，以2℃/min～3℃/min的速率缓慢升温至400℃～800℃并保温5小时～24小时，冷却，获得最终产物管状结构的xLi₂MnO₃·(1‑x)LiMn_0.5Ni_0.5O₂复合材料；所述的含Li的物质选用LiOH·H₂O、锂盐或锂盐的结晶水合物；所述的含镍的物质选用含镍的盐或含镍的盐的结晶水合物。