硅掺杂LiMn₂O₄锂离子电池正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种Si掺杂LiMn2O4锂离子电池正极材料的制备方法。其特征在于，以锰盐、锂盐、有机硅烷为原料，按照LiMn2-xSixO4物质的量比(x≤0.1)，以乙醇作溶剂生成Li、Mn、Si的均相溶液，制得均匀前驱体，再通过有利于工业生产的分段加热固相法，高温制备Si掺杂LiMn2O4锂离子电池正极材料。本发明能够解决常见的离子掺杂引起尖晶石锰酸锂材料理论容量减少的问题，利用此方法所获得产品的晶形规整，物相单一，不存在二氧化硅杂质相，从技术上突破了硅离子难以有效掺杂的难题。

主权项

一种Si掺杂LiMn2O4锂离子电池正极材料的制备方法，其工艺过程包括：(1)将分析纯锂盐和锰盐溶解于无水乙醇中；(2)将有机硅烷溶解于乙醇中，配制浓度为0.05-0.15mol/L的硅烷乙醇溶液；(3)向(1)中的Li、Mn混合溶液中，按摩尔比Li∶Mn∶Si＝1∶(2-x)∶x的比例加入(2)中的有机硅烷乙醇溶液，其中0＜x≤0.10，搅拌混合均匀呈透明溶液，然后在红外灯下，加热并逐渐脱出溶剂，干燥生成白色的凝胶前驱体；(4)将所得原料以5～10℃/分钟的升温速率升温至300～500℃保温3～8小时，使原料预分解为Li、Mn和Si的无定形混合氧化物，自然冷至室温，取出研磨充分；(5)将预分解产物以5～10℃/分钟的升温速率升至600-1000℃，保温8-20小时使Li、Mn和Si充分晶化，然后将产物自然冷至室温，取出研磨后即得Si掺杂LiMn2O4锂离子电池正极材料。其步骤(1)中的锂盐为醋酸锂或硝酸锂；锰盐为醋酸锰或硝酸锰。