[发明专利]锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料的制造技术，涉及一种锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法。

背景技术

尖晶石锰酸锂是已知的锂离子电池正极材料，作为锂离子电池正极材料，其存在着循环性较差的缺陷，不能满足高性能锂电池的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种容量高、循环性好的锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法。

本发明的锌掺杂尖晶石正极材料的制备方法包括以下步骤：

a.按摩尔比Zn:Li:Mn=0.03:1:1.97称取Zn(CH₃COO)₂,Li₂CO₃,Mn(CH₃COO)₂材料，并混合均匀；

b.将混匀后的上述材料加入适量无水乙醇放入球磨机进行湿法球磨；

c.将球磨后的混合物在70－80℃条件下鼓风烘干，然后再在马弗炉中380－420℃煅烧2－3h；

d.将煅烧后的材料经研磨均匀，在马弗炉中进行二次煅烧，640－660℃保持18－20h，然后随炉冷却到室温；

e.将二次煅烧后的材料进行破碎过筛后得到具有尖晶石结构的LiMn_1.97Zn_0.03O₄颗粒产物。

所述步骤b中，球磨速度为200－220r/min，球磨时间3－5小时。

本发明通过高温固相法对尖晶石锰酸锂正极材料进行掺杂改性，有效提高了正极材料的容量和循环性能。

具体实施方式

本发明方法的实施例的步骤如下：

1).按摩尔比Zn:Li:Mn=0.03:1:1.97称取Zn(CH₃COO)₂,Li₂CO₃,Mn(CH₃COO)₂材料，并混合均匀，。

2).将混匀后的上述材料加入适量无水乙醇放入球磨机进行湿法球磨，球磨速度为220r/min，球磨时间4小时。

3).将球磨后的混合物在80℃条件下鼓风烘干，然后再在马弗炉中400℃煅烧2.5h。

4).将煅烧后的材料经研磨均匀，在马弗炉中进行二次煅烧，650℃保持20h，然后随炉冷却到室温。

5).将二次煅烧后的材料进行破碎过筛后得到具有尖晶石结构的LiMn_1.97Zn_0.03O₄颗粒产物。

最终产品指标如下：

1.颗粒大小分布比较明显，材料粒径大小约在1-3μm，说明锌的掺杂起到了细化晶粒的作用。

2.正极材料的粉末颗粒压实密度约为2.45g/cm³

3.用金属锂做参考电极，放电平均电压在3.8V左右

5.初次放电容量约122mAh/g,100次充放电循环以后还保佑初次容量的95%以上。