[发明专利]一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料及其制备方法

说明书

（一）        技术领域

本发明涉及一种电池用正极材料，具体涉及一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料及其制备方法。

（二）        背景技术

锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一，相比钴酸锂等传统正极材料，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，是理想的动力电池正极材料，但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化，需要改进。

（三）        发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供一种循环性能及电化学稳定性好，制备简单的电池用改性锰酸锂正极材料及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的： 

一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料，其特殊之处在于：由以下重量份数的原料制成：锰酸锂90-99.9份，二氧化钛-B纳米带，0.1-10份。

本发明的锂离子电池用改性锰酸锂正极材料的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：首先将二氧化钛-B纳米带加入到乙醇溶液中，磁力搅拌10-60min，然后加入锰酸锂，继续搅拌10-60min，经干燥即可得到改性锰酸锂正极材料。

本发明的锂离子电池用改性锰酸锂正极材料的制备方法，分散剂为水、乙醇、丙酮，也可以为其他可以将二氧化钛-B纳米带分散到锰酸锂中且易挥发的试剂。

本发明的锂离子电池用改性锰酸锂正极材料的制备方法，锰酸锂制备过程为：将碳酸锂和二氧化锰按摩尔比1∶2加入到球磨罐中，球磨6-10h，将球磨产物转移至马弗炉中烧结得到纯相锰酸锂。

本发明的锂离子电池用改性锰酸锂正极材料的制备方法，二氧化钛-B纳米带制备过程为：称取P25型纳米二氧化钛与浓度为5-15 mol·L^-1的NaOH溶液或KOH溶液混合，常温下磁力搅拌，超声分散后，将悬浮液转入不锈钢高温高压反应釜中，置于160-220 ℃恒温干燥箱中保温24-72 h，反应后将产物置于烧杯中反复清洗至中性，将产物在稀盐酸中浸泡10-24h，洗涤干燥后置于马弗炉中热处理30-60min，随炉冷却得到二氧化钛-B纳米带。

本发明制备的锂离子电池用改性锰酸锂正极材料，循环性能及电化学稳定性好，而且满足制备简单的要求。

（四）        附图说明

附图1为锰酸锂、改性锰酸锂的XRD图；

附图2为改性锰酸锂的SEM图；

附图3为本发明改性锰酸锂0.5C倍率的首次充放电曲线；

附图4为本发明改性锰酸锂前100次循环性能曲线。

（五）        具体实施方式

实施例1 ：

将碳酸锂和二氧化锰按摩尔比1∶2加入到球磨罐中，以220r/min球磨6-10h。将球磨产物转移至马弗炉中进行热处理：先以3℃/min升温至500℃并保温3h，再以3℃/min升温至780℃并保温10h，随炉冷却得到纯相锰酸锂（LiMn₂O₄）。

将32g NaOH置于盛有80ml蒸馏水的烧杯中，磁力搅拌至室温，然后将1g P25型纳米TiO₂倒入烧杯中，超声清洗5min，使溶液混合均匀，将混合溶液置于内衬为聚四氟乙烯的40ml不锈钢反应釜内，将反应釜分别置于160℃的电热恒温干燥箱中，恒温反应72h。反应完毕后将产物取出放入烧杯中，反复用蒸馏水清洗至溶液为中性，然后用0.1M的HCL溶液浸泡10h，用蒸馏水洗涤抽滤后将其放入120℃的干燥箱中干燥4h，得到H₂Ti₃O₈纳米带，将其置于400℃的马弗炉中，煅烧30min，随炉冷却到室温，得到二氧化钛-B纳米带。