[发明专利]一种F掺杂改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种F掺杂改性的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O(4‑x)Fx正极材料的制备方法，以氟化锂、氧化镍、碳酸锰和碳酸锂为原料，将四者加入柠檬酸溶液中，进行超声处理后经高频喷雾器喷出，喷出的雾状溶液在高温下快速干燥；干燥产物烧结后得到F掺杂改性的LiNi0.5Mn1.5O(4‑x)Fx正极材料，该F掺杂改性的LiNi0.5Mn1.5O(4‑x)Fx正极材料在循环30次后比容量保持率大于83％，极大提高了镍锰酸锂正极材料的循环稳定性能。

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种F掺杂改性的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O(4-x)Fx正极材料的制备方法。

背景技术

随着电动汽车的发展,对于电极材料的要求越来越高,尤其是正极材料,镍锰酸锂正极材料具有较高的电压平台,因此作为动力电池材料具有广泛的应用前景。目前，镍锰酸锂材料在使用中存在电化学循环性能比较差的问题。为解决这一问题，目前的研究主要集中在金属离子掺入替代部分锰离子，不同元素掺杂后镍锰酸锂材料的电压会发发生变化。

镍锰酸锂的掺杂包括金属离子掺杂和非金属离子掺杂，金属离子的掺杂主要是采用与O-2键合能力较强的离子取代部分Ni2+,某些金属离子的掺入可以提高电池的工作电压，而掺入非金属离子主要是采用电负性大的离子取代部分O-2。

Mohamed Aklalouch等采用燃烧法合成了LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4正极材料粉末，将蔗糖与反应原料混合后燃烧得到初步产物，初步产物在不同温度下进行结晶化处理，制备颗粒尺寸大小不同的粉末材料。研究者重点研究了不同颗粒尺寸的材料在25，55℃下的电化学性能，研究表明，合成温度较低、颗粒尺寸小的粉末表现出较高的容量，但是颗粒尺寸小的粉末表现出较差的循环稳定性，750℃条件下处理的材料在55℃下循环不到40次比容量降到80mAh/g以下。

发明内容

本发明旨在提供一种F掺杂改性的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O(4-x)Fx正极材料的制备方法，以氟化锂、氧化镍、碳酸锰和碳酸锂为原料，并加入柠檬酸，制得F掺杂改性的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O(4-x)Fx正极材料，所得正极材料在循环30次后比容量保持保持率大于83％，极大提高了镍锰酸锂正极材料的比容量保持率和循环稳定性能。