[发明专利]同源氧化锰与尖晶石型锰酸锂锂离子电池及其制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池电池技术领域，具体为基于全纳米线结构的同源氧化锰与锰酸锂锂离子电池。本发明采用两步水热与高温固相法，通过向水热体系中加入还原剂与表面活性剂实现氧化锰纳米片阵列与纳米线阵列间的转变。又通过高温固相反应时锂源的加入量，实现同源氧化锰与尖晶石型锰酸锂纳米线的制备。两种材料可组装成全纳米线结构的锂离子全电池。具体步骤包括1、二氧化锰纳米片阵列的水热生长；2、羟基氧化锰纳米线阵列的原位转化；3、三氧化二锰与尖晶石型锰酸锂纳米线的制备；4、全电池组装。相比于锂离子电池技术，本发明原料来源广泛，简化了正负极材料的制备过程，且正负极材料与锂离子全电池均具有较高比容量与良好循环性能。

主权项

 一种基于全纳米线结构的同源氧化锰与尖晶石型锰酸锂锂离子电池的制备方法，其特征在于具体步骤为：(1) 将水与稀盐酸混合后，向其中加入锰源，搅拌状态溶解形成溶液，然后转移到反应釜中，将适当大小的基底放入釜内，160‑190 ℃条件下反应20‑28小时，得到二氧化锰纳米线阵列；(2) 将上述步骤制得的产物冲洗干净、晾干，放入盛有还原剂与表面活性剂溶液的水热反应釜中，180‑220℃条件下反应3‑5小时，得到羟基氧化锰纳米线阵列；(3) 将羟基氧化锰纳米线阵列在空气中480‑520 ℃焙烧3‑5小时，得到三氧化二锰纳米线阵列；将羟基氧化锰纳米线阵列与锂源的溶液混合，于空气中于480‑520 ℃焙烧3‑5小时后从钛箔上刮下材料，在空气中720‑760 ℃焙烧8‑12小时，得到尖晶石锰酸锂纳米线； (4) 三氧化二锰纳米线阵列先与锂片组装半电池，在 100 mA g^‑1的电流密度下循环3圈至库伦效率大于95%后，拆开与适量尖晶石锰酸锂正极组成锂离子电池；电池外壳使用铝塑膜，并用热封机封装。