[发明专利]一种尖晶石型LiMn2O4的掺杂改性方法无效
| 申请号： | 201010201717.4 | 申请日： | 2010-06-17 |
| 公开（公告）号： | CN102290563A | 公开（公告）日： | 2011-12-21 |
| 发明（设计）人： | 陆兴艳 | 申请（专利权）人： | 陆兴艳 |
| 主分类号： | H01M4/1391 | 分类号： | H01M4/1391 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 226151 江苏省*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 尖晶石 limn sub 掺杂 改性 方法 | ||
本发明涉及尖晶石型LiMn2O4的一种掺杂改性方法。
自从1991年Sony公司推出了可充电锂离子电池以来由于它具有单体电池电压高(＞3.6V)，能量密度高，使用安全可靠等特点，引起了人们广泛的关注和竞相开发应用，是最具有发展潜力的电池之一。
尖晶石构型的LiMn2O4作为锂离子电池的正极材料，具有三维立方大通道结构和良好的电化学性能，价格低廉，充电安全，对环境污染小，被看作是一种最具吸引力的正极材料。
然而，计量型尖晶石型LiMn2O4在充放电循环过程中，结构不稳定，容量衰减的较快，针对这个问题，在尖晶石型结构中掺杂二价或者三价金属离子的研究引起人们的广泛关注，取得一系列的研究成果。
本发明的目的是通过Sc3+的掺杂以稳定尖晶石型LiMn2O4的结构提高尖晶石型LiMn2O4的循环性能。
这种Sc3+掺杂的尖晶石型LiMn2O4改性方法的特征在于：在尖晶石型LiMn2O4的制备过程中，原料中加入一定量的Sc2O3，混合研磨后采用固相分段反应的方法，470℃灼烧5小时，530℃灼烧5小时，最后800℃灼烧24小时得到产品。
与未掺杂的尖晶石型LiMn2O4材料相比，Sc3+掺杂后材料的尖晶石型结构保持完好；Sc3+掺杂后的材料制成电极后在2.5到4.2V的充放电区间经历60次充放电循环，其衰减率约为2％，由此可见，Sc3+掺杂大大提升了材料的电化学性能。
以下是本发明的实施例。
实施例1：LiSc0.01Mn1.99O4的制备
称取LiOH·H2O 2.3克，MnO28.65克，Sc2O30.0345克，混合研磨1小时后470℃灼烧5小时，冷却研磨15分钟后530℃灼烧5小时，冷却研磨15分钟后800℃灼烧24小时得到最终的产物。
产物研磨后采用X射线衍射分析，X-衍射峰完全符合立方相的尖晶石型结构。材料制成电极后，其初次放电容量为125mAh/g，60次循环后容量为120mAh/g
实施例2：LiSc0.02Mn1.98O4的制备
称取LiOH·H2O 2.5克，MnO28.7克，Sc2O30.09克，混合研磨1小时后470℃灼烧5小时，冷却研磨15分钟后530℃灼烧5小时，冷却研磨15分钟后800℃灼烧24小时得到最终的产物。
产物研磨后采用X射线衍射分析，X-衍射峰完全符合立方相的尖晶石型结构。材料制成电极后，其初次放电容量为100mAh/g，60次循环后容量为98mAh/g
实施例3：LiSc0.06Mn1.94O4的制备
称取LiOH·H2O 2.3克，MnO28.7克，Sc2O30.2克.混合研磨1小时后470℃灼烧5小时，冷却研磨15分钟后530℃灼烧5小时，冷却研磨15分钟后800℃灼烧24小时得到最终的产物。
产物研磨后采用X射线衍射分析，X-衍射峰完全符合立方相的尖晶石型结构。材料制成电极后，其初次放电容量为135mAh/g，60次循环后容量为132mAh/g
实施例4：LiSc0.1Mn1.9O4的制备
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