[发明专利]一种十四面体形纳米锰酸锂电池正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种十四面体形纳米锰酸锂电池正极材料的制备方法，所述方法先通过微波加热法制备得到锰酸锂晶种，然后再用水热法制备得到纳米级的锰酸锂；该方法利用微波的快速加热效果，得到的晶种细小均匀，作为后续水热步骤的晶体生长基点，有助于得到粒径小并且尺寸均匀的产物，而在水热过程中，选用氨基酸作为沉淀剂以及软模板剂，利用其缓释作用以及特殊的位阻效应，得到十四面体结构的锰酸锂。本发明得到的十四面体形纳米锰酸锂作为锂离子电池正极材料，由于其特殊的形貌对离子扩散的影响以及对颗粒堆积的影响，提高了功率密度和电池比容量，具有广阔的应用前景。

主权项

一种十四面体形纳米锰酸锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)微波法制备晶种：将可溶性锂化合物溶解于去离子水中形成浓度为0.05‑0.07mol/L的锂离子溶液，将可溶性锰化合物溶解于去离子水中形成浓度为0.05‑0.07mol/L的锰离子溶液，按照锂离子和锰离子摩尔比为1∶2的比例将两溶液混合并搅拌均匀，然后再加入浓度为0.1mol/L的尿素水溶液，搅拌得到混合溶液，将上述混合溶液经微波加热，得到晶种溶液；其中，微波加热功率为5kW，频率为2450MHz，时间为2～5分钟，尿素与锂离子的摩尔比为6‑8∶1；(2)锰酸锂的制备：将可溶性锂化合物溶解于去离子水中形成浓度为0.1‑0.3mol/L的锂离子溶液，将可溶性锰化合物溶解于去离子水中形成浓度为0.1‑0.3mol/L的锰离子溶液，按照锂离子和锰离子摩尔比为1∶2的比例将两溶液混合并搅拌均匀，然后加入步骤(1)得到的晶种溶液充分搅拌，最后再加入0.2mol/L的氨基酸水溶液，放入水热反应釜中在120‑150℃下水热反应约2～3h，取出反应产物，过滤，洗涤，并在60℃下干燥，得到十四面体形纳米锰酸锂；其中，步骤(1)和(2)中所述的可溶性锂化合物为硝酸锂或醋酸锂、所述的可溶性锰化合物为硝酸锰或醋酸锰；步骤(2)中所述的氨基酸溶液为L‑精氨酸水溶液或L‑赖氨酸水溶液，L‑精氨酸或L‑赖氨酸与锂离子的摩尔比为7‑10∶1。