[发明专利]锂电池用电解二氧化锰的改性处理方法

说明书

技术领域

本发明属于电解二氧化锰改性技术领域，特别是一种锂电池用电解二氧化锰的改性处理方法。

背景技术

锂电池具有工作电压高、比能量大、自放电少、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等优点，在便携式电子产品方面得到了广泛应用。目前，锂电池的正极材料多采用电解二氧化锰（EMD），而一般的EMD含有相当多的α-MnO₂和γ-MnO₂及少量水分。γ/β混合晶型MnO₂最适合作为锂电池的正极活性物质。

目前，锂电池用电解二氧化锰的改性方法为二氧化锰粉末暴露在空气中高温煅烧，如专利号00117352.9，发明名称：锂离子电池正极材料的制备方法，公开的电解二氧化锰的预处理步骤是将其置于250-550℃的温度下煅烧2-8小时；又如申请号200410020319.7，发明名称：一种大功率锂-二氧化锰电池用正极的制备方法，公开了预处理步骤是将作为活性物质的电解二氧化锰置于烘箱内，在340-360℃恒温15-25小时。二氧化锰在高温煅烧转型过程中会受到空气中的氧气和氮气等影响，高温处理后的二氧化锰晶型会有部分坍塌，从而加大Li⁺穿插进其隧道结构的阻力，Li扩散能力降低，阻抗增加，使锂电池的大负载放电性能和放电容量性能存在不足；且单一的电解二氧化锰其电化学活性不高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种提高电解二氧化锰电化学活性，同时使锂电池电化学极化降低，提高电池的放电容量的锂电池用电解二氧化锰的改性处理方法。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种锂电池用电解二氧化锰的改性处理方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

（1）          按1kg γ-MnO₂∶5-7L HNO₃的比例，称取电解后的γ-MnO₂加入HNO₃溶液中，搅拌，静置沉降，过滤；

（2）          将过滤后的γ-MnO₂混入Cu（IO₃）₂和Bi₂O₃，通入惰性气体，于250-350℃下煅烧6-8h，自然冷却至室温，干燥至含水量低于1-3%，然后球磨粉碎即可。

作为本发明的进一步说明，以上所述步骤（1）搅拌时间为3-6h。

作为本发明的进一步说明，以上所述Cu（IO₃）₂的混入量为γ-MnO₂重量的6-7%，所述Bi₂O₃的混入量为γ-MnO₂重量的7-10%。

作为本发明的进一步说明，以上所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的任一种。

作为本发明的进一步说明，以上所述球磨，其工作条件为：转速180-200r/min，时间5-8h。

作为本发明的进一步说明，以上所述HNO₃溶液的摩尔浓度为0.5-1mol/L。

本发明中，球磨机和Bi₂O₃均为市面购买所得；碘酸铜Cu（IO₃）₂的制备方法是在室温下，按照体积比1∶1，将1mol/LCu（NO₃）₂溶液缓慢滴入2mol/LHIO₃溶液中并搅拌，得淡蓝色沉淀，将此溶液过滤、用蒸馏水反复洗涤至滤液为中性，烘干待用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用硝酸处理的γ-MnO₂，用于制备得的LiMn₂O₄结晶性好，粉末颗粒均匀，表面光滑，无团聚现象，在0.2C倍率放电时的比容量为122.4mAh/g，在室温或高温（55℃）不同充放电倍率循环时的容量保持率均高于未经硝酸处理的LiMn₂O₄；且操作简单、容易控制，能有效减少原料中的钠离子、硫酸根离子等有害杂质，提高合成产物LiMn₂O₄的电化学性能。