[发明专利]一种制备高功率性能锂离子电池正极材料LiMn2O4的新型方法

权利要求书

1.一种反应物自身作为模板并结合低共熔盐插入法制备高性能的多孔微米级球形LiMn₂O₄锂离子电池正极材料的新型制备方法，其特征在于：

(1) 首先合成前驱体模板MnCO₃，将低共熔锂盐与前驱体MnCO₃按摩尔比(1+x)/2 混合均匀，其中(x = 0~0.05)；

(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，将所得产物自然冷却到室温，取出后即所得最终产物LiMn₂O₄。

2.根据权利要求1所述合成的前驱体MnCO₃，其特征在于：所述的MnCO₃具有纳米粒子团聚的多孔微米级球形的结构。

3.根据权利要求1所述的LiMn₂O₄正极材料，其特征在于：采用MnCO₃自身作为软模板并结合低共熔盐插入的方法制备的LiMn₂O₄具有纳米粒子团聚的多孔微米级球形的结构。

4.根据权利要求1所述的LiMn₂O₄正极材料，其特征在于：以此材料为活性材料制备电极片的方法为球磨、研磨或者搅拌，最终极片上的材料保持了多孔微球形结构。

5.根据权利要求1所述的LiMn₂O₄正极材料，其特征在于：该材料具有高比容量，优异的循环性能和倍率性能。

6.根据权利1所述的MnCO₃前驱体的制备方法，其特征在于：采用水热或溶剂热法制备微球形MnCO₃，其主要步骤如下：

(1) 将锰源、碳酸盐、溶剂和稳定剂等混合均匀，其中锰源与碳酸盐的比例为1:1-1:9；

(2) 将上述混合均匀的溶液转移至50 mL聚四氟乙烯的反应釜中，于120-220℃下反应12- 48小时；

(3) 将步骤(2)所得的产物和溶液倒出，过滤，然后用蒸馏水及乙醇各洗涤2-5次，在50-80℃真空干燥9-12小时，得到多孔球形MnCO₃前驱体。

7.根据权利6所述的前驱体MnCO₃的制备方法，其特征在于所用的发泡剂为碳酸氢铵、尿素的一种或其混合物。

8.根据权利6所述的前驱体MnCO₃的制备方法，其特征在于所用溶剂为溶剂为水、乙醇、乙二醇一种或其混合物。

9.根据权利6所述的MnCO₃的制备方法，其特征在于所用稳定剂为聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇2000一种或其混合物。

10.根据权利6所述的MnCO₃的制备方法，其特征在于所用锰盐为硝酸锰、硫酸锰或氯化锰中的一种或其混合物。

11.根据权利1所述的采用的低共熔盐为Li(OH)、LiNO₃、LiCl或Li₂CO₃中的两种或两种以上，其低共熔点温度为150-500℃。

12.根据权利1所述的采用的制备LiMn₂O₄的煅烧温度为600-900℃，煅烧时间为6-12小时。