[发明专利]一种正极材料及其制备方法

说明书

一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：将1～10体积份的浓度为1～6mol/L的锂化合物溶液滴加到50～100体积份的0.01～0.5mol/L的络合剂溶液中，搅拌均匀；在步骤一制得的溶液中加入MnSO₄·H₂O，搅拌均匀，其中，锂化合物的物质的量与MnSO₄·H₂O的物质的量的比为2～4:15～18；将50～100体积份的0.01～1mol锂化合物溶液滴加到步骤二制得的混合溶液中，将得到的黑色混合物持续搅拌；将搅拌完成的溶液过滤，将得到的过滤产物进行清洗、干燥后得到Li‑MnO₂正极材料，前述步骤中的锂化合物为LiOH。本发明的Li‑MnO₂正极材料无需在高温高压条件下制备，降低了制备工艺的难度，缩短了反应时间，产物比表面大、纯度高。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的正极材料及其制备方法。

背景技术

随着经济和社会的发展，各类便携移动设备也越来越普及，对电池的各项性能要求也越来越高，价格低廉与能量密度高的电池成为科学工作者竞相研究的对象。对于锂离子电池来说，正极材料的成本占了总成本的很大一部分比例，如果能够降低正极材料的成本，就能大幅度降低锂离子电池的价格，因此降低正极材料的成本一直是学术界与工业界关注的焦点。

锰氧化物是一种新型的正极材料，它广泛的存在于自然界中，因此锰氧化物的价格非常低廉。其中Li-MnO₂是一种层状的锰氧化物，它通过锰氧八面体共棱及共边方式结合起来，层状的MnO₂层间显负电性，Li+存在于层间结构中，以维持整个层间的电中性。由于层状的Li-MnO₂具有良好的电导性，而且价格低廉，是一种比较理想的电池正极材料。但是目前合成Li-MnO₂的方式比较繁琐，往往需要在高温高压条件下合成，而且反应时间长，合成产物不纯，易相互堆积、结块，比表面较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在常温常压下合成Li-MnO₂正极材料的方法，以及Li-MnO₂正极材料。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将1～10体积份的浓度为1～6mol/L的锂化合物溶液滴加到50～100体积份的浓度为0.01～0.5mol的络合剂溶液中，搅拌均匀；

步骤二、在步骤一制得的溶液中加入MnSO₄·H₂O，搅拌均匀，其中，锂化合物的物质的量与MnSO₄·H₂O的物质的量的比为2～4:15～18；

步骤三、将50～100体积份的浓度为0.01～1mol/L的锂化合物溶液滴加到步骤二制得的混合溶液中，将得到的黑色混合物持续搅拌；

步骤四、将搅拌完成的溶液过滤，将得到的过滤产物进行清洗、干燥后得到Li-MnO₂正极材料；

前述步骤中的锂化合物为LiOH。

进一步的，所述络合剂为EDTA或EDTA-2Na或柠檬酸。

进一步的，步骤一和步骤三中滴加锂化合物溶液的速度为1～5mL/min。

进一步的，步骤四中将过滤产物放置于真空环境下进行干燥。

进一步的，步骤一中络合剂溶液的浓度为0.01～0.1mol/L。

进一步的，步骤三中锂化合物溶液的浓度为0.01～0.5mol/L。