[发明专利]高温型长寿命锂离子电池正极材料LiMn2-x-yMIxMIIyO4的制备方法

摘要

本发明公开了一种高功率、长寿命、价格低廉、环境友好及结构稳定的多孔微米级球形动力电池用正极材料LiMn2-x-yMIxMIIyO4(MI=Li,MII=Al,Cr,Mn,Fe和Co等金属的一种或几种)新型制备方法，属于锂离子电极材料技术领域。本发明的主要特征是：利用球形碳酸锰、低共熔锂盐和掺杂金属离子盐为原料，经中温煅烧后制备锰酸锂基正极材料。该方法制备的Li1+xMn2-x-yMIxMIIyO4材料具有形貌规整、振实密度大、高功率和高温长寿命特征。该类材料在2,5和10C倍率下的比容量分别是112,107和103mAh/g，循环500次后，容量保持率>90%；5C充/放电（55度）循环1000次，容量保持率>80%。该制备方法成功控制了产物形貌和晶体结构缺陷，提高了锰酸锂基材料的比容量、倍率性能和高温循环性能，适合规模生产。

主权项

一种以碳酸锰微球、低共熔锂盐和掺杂金属离子氧化物、氢氧化物、碳酸盐或者硝酸盐为原料，经过混料和煅烧，制备高性能的微米级球形多孔结构的LiMn2‑x‑yMIxMIIyO4 (MI = Li, MII = Al, Cr, Mn, Fe和Co等金属的一种或几种)锂离子电池正极材料以及这类材料的新型制备方法，其特征在于：(1) 首先制备球形MnCO3，将制备的球形MnCO3、低共熔锂盐、掺杂金属离子按摩尔比为(2‑x‑ y):(1+x):y 机械混合均匀，其中：x = 0~0.10, y = 0~0.10； (2) 以5~10℃/min的升温速率升到200‑400 ℃，保持2‑4小时；以同样的升温速率升到600‑900 ℃，保持6‑12小时，然后，将所得产物自然冷却到室温；取出后即所得最终产物LiMn2‑x‑yMIxMIIyO4 (MI = Li, MII = Al, Cr, Mn, Fe和Co等金属的一种或几种)。