[发明专利]一种包覆型锂离子电池正极活性材料LiMn2-xMgxO4的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种包覆型锂离子电池正极活性材料LiMn_2-xMg_xO₄的制备方法。

背景技术

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色环保、可再生的化学能源，目前正以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了笔记本电脑、数码照相机和电动工具等应用领域，并有可能取代氟镍电池和氢镍电池用于航天领域。锂离子电池的市场将会爆发性增长已经无需置疑，而正极材料是制造锂离子电池的关键材料之一。尖晶石型锰酸锂具有资源丰富、价格低廉、能量密度高、无污染、易回收和安全性好等优点，被认为是最具有发展前景的锂离子电池正极材料，尤其在动力电源方面的应用更具有较强的优势。

影响锰酸锂材料循环性能的原因主要有以下几点：①锰的溶解(Mn³⁺分解成Mn²⁺)及其材料结构的变化；②钝化膜的形成；③ Jahn-Te11er效应；④电解液的分解等。对此，通过体相掺杂，即在合成锰酸锂时加入金属或非金属元素如Cr，A1，Mg，Ni，Co，Nb，Sn或Sr等元素，希望使得尖晶石型LiMn₂O₄的八面体结构在循环过程中更加稳定，以抑制Jahn-Te11er效应的发生，提高循环性能，但效果并不理想。通过表面修饰，即在锰酸锂颗粒表面包覆一层金属氧化物、氟化合物或钻锂复合氧化物等，来减少活性材料与电解液的直接接触，从而降低Mn在电解液中的溶解，提高锂离子电池的高温循环性能。

现有技术中常采用对尖晶石型锰酸钾掺杂其他金属和/或包覆的手段解决这一问题。公开号为CN101038965A的专利文献中，在掺杂锰酸锂的基础上包覆一层硼锂复合氧化物、钴锂复合氧化物、钒锂复合氧化物或碳层中的至少一种，使锰酸锂材料的常温循环及高温循环性能得到了一定的提升，但是由于锰酸锂材料本身的疏松多孔、比表面积大，表面不光滑，采用包覆方法时包覆物可能掺杂到晶粒中去，会导致包覆物分散不均匀或包覆元素不能形成浓度梯度，而达不到应有的包覆效果。又如专利申请号为200910236078.2的专利文献中提到的的尖晶石型锰酸锂，该锰酸锂制备锂离子电池后测得高温下循环100周后容量仅为83.01%，300周后容量保持率仅为88.49%，对锂离子电池的电池容量的保持能力有限。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种包覆型锂离子电池正极活性材料LiMn_2-xMg_xO₄的制备方法，以解决尖晶石型锰酸锂高温下循环使用电容量损失较多的技术问题。