一种高温功率型锰酸锂LiMn_2-x-yM^I_xM^II_yO_4-zF_2z的改性制备方法

摘要

本发明公开了一种高温功率型锰酸锂LiMn_2-x-yM^I_xM^II_yO_4-zF_2z的改性制备方法。本发明中的方法：利用多孔微米球形锰源、低共熔锂盐体系为原料，同时掺杂金属离子以及F^-离子，经过煅烧后制备锰酸锂正极材料。该方法制备的正极材料具有形貌规整、振实密度大、高功率和长寿命等特征。该新型制备方法成功地控制了产物的形貌和晶体结构缺陷，提高了锰酸锂正极材料的倍率性能和高温循环性能。此外，该新型制备方法制备工艺简单，合成温度适中，适合规模化生产。

主权项

一种高温功率型锰酸锂LiMn_2‑x‑yM^I_xM^II_yO_4‑zF_2z的改性制备方法，其特征在于，以锰的化合物、低共熔锂盐为原料，同步掺杂金属化合物以及F的化合物，经过混料和煅烧后制备高性能的微米级球形结构的锂离子电池正极材料LiMn_2‑x‑yM^I_xM^II_yO_4‑zF_2z ，其中M^I = Li，M^II = Al，Cr，Mn，Fe或Co中的一种或几种，其具体方法为： (1)将反应物锰的化合物、低共熔锂盐、金属化合物和F的化合物，机械混合均匀；若低共熔锂盐中存在含F锂盐，则不需要加入F的化合物，其中反应物中各个物质的混合摩尔比例为Mn：Li：M^II：F=(2‑x‑y)：(1+x)：y：2z，其中：x = 0～0.10，y = 0～0.10，z = 0～0.075；所述锰的化合物包括锰的氧化物或锰的碳酸盐；所述金属化合物为金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或者硝酸盐中的一种以上，其中金属为M^II 即Al, Cr, Mn, Fe或Co；(2)在90～120℃保温1～3小时，以5～10 ℃/min的升温速率升到300～500℃，保持1～3小时；再以5～10℃/min的升温速率升到600～900℃，保持6～12小时；然后将所得产物自然冷却到室温，取出后即为所得最终产物锰酸锂LiMn_2‑x‑yM^I_xM^II_yO_4‑zF_2z，其中M^I = Li，M^II = Al，Cr，Mn，Fe或Co金属中的一种以上。