[发明专利]一种锂离子电池正极材料层状锰酸锂的制备方法

说明书

本发明一种锂离子电池正极材料层状锰酸锂的制备方法，属于锂离子电池工艺领域；所要解决的技术问题是提供了一种低锂锰比制备锂离子电池正极材料的方法；解决该技术问题采用的技术方案为：一种锂离子电池正极材料层状锰酸锂的制备方法，包括下述步骤：（1）将LiOH·H₂O和Mn₂O₃混合后倒入装有去离子水的烧杯中并进行磁力搅拌，再将搅拌后的混合液放入高压反应釜中，同时加入氨水；（2）设定反应温度和反应时间，使步骤（1）中的组分进行反应；（3）将水热反应所得到的产物进行洗涤、干燥，最终得到o‑LiMnO₂；本发明o‑LiMnO₂的制备方法中通过加入氨水降低Li⁺、Mn³⁺摩尔比，避免锂源的浪费，减小环境污染；本发明可广泛应用于电池材料技术领域。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，具体涉及一种锂离子电池正极材料层状锰酸锂的制备方法，属于锂离子电池工艺领域。

背景技术

能源和材料，从来都是人类文明发展的两大主题。近年来，随着化石能源价格上涨以及由于其燃烧而带来的环境污染问题凸显，如何开发新的清洁绿色能源越来越成为当今世界各国关注的焦点。而作为电化学能转换和储存的主要方式之一，电池自然备受关注。电池主要有高能量密度和高功率密度两个发展方向，依据其应用领域的不同，其发展侧重点自然也不同。锂离子电池是一种可循环使用的高效洁净的绿色二次电池，是缓解能源、资源和环境问题的一种重要工艺途径。它发展迅速，成为新型高能绿色环保电池领域的佼佼者。由于锂离子电池的一系列优点，如高工作电压、能量密度大、高比能量、低自放电率、应用范围宽、循环寿命长、无记忆效应、安全可靠等，其在数码产品和通讯设备中已经得到了广泛应用，并且在新能源汽车领域被公认看好。

目前，锂离子电池在全世界是一个很热的研究方向，由于锂离子电池性能主要有正负极材料和电解质决定，因此正极材料的研究发展至关重要。目前很多国家都在研究探索正极材料，而中国对于其中的关键技能仍处在一个追赶摸索创新阶段。作为锂离子电池的正极材料应该具备以下的条件：具有较高的氧化还原电位；能够发生可逆脱锂和嵌锂；主体结构只有微小变化；平稳的充放电电压，化学稳定性好；锂离子扩散系数较高，较高的电导率；材料资源丰富，环境友好，合成工艺简单。到目前为止，层状锂锰氧化物（LiMnO₂）因具有原料成本低、污染性小、嵌锂容量高、等优点，为开发新型高性能材料带来了曙光，是最有希望代替LiCoO₂的锂离子电池正极材料。目前，o-LiMnO₂的制备工艺主要有：离子交换法、高温固相法、水热合成法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、机械合金化等。以上这些制备工艺，都是目前制备锂离子电池正极材料最常用的工艺，而且其中有些制备工艺已经非常成熟，工业化中也得到大量的应用。但是，虽然这些工艺成熟，然而对原料的利用率却很低，进而产生的污染性、资源浪费率很大。为了解决现有制备锂离子电池正极材料o-LiMnO₂工艺上的缺陷，提升其原料的利用率，减少污染，对其制备工艺上改性尤为重要。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供了一种低锂锰比制备锂离子电池正极材料o-LiMnO₂的方法，属于锂离子电池工艺领域。该方法采用加入氨水以降低锂锰比例，对原料利用率高，造成的能源浪费少，大幅度减少环境污染，操作简单，方便，安全性能高，在工业上的经济效益能够大幅度提升，产量和产能都能够大幅提升。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：