[发明专利]一种高稳定性的锰酸锂的制备方法

说明书

本发明提供了一种稳定性强的锰酸锂的制备方法。其中，加入的改性剂中的铈和镥，有效提高锰酸锂晶体的稳定性，铌可以替换锰酸锂中部分锰位，提高锰酸锂的循环性能。通过表面掺杂，提高锰酸锂的表面性能。表面掺杂不会改变锰酸锂的内部结构，在高温煅烧后表面形成一层包覆层，防止在高温下锰酸锂中的锰元素溶出。而改性剂和表面掺杂剂中的有机成分在烧结过程中在锰酸锂的表层形成一层碳包覆，提高锰酸锂的导电性能。加入分散剂控制锰酸锂的粒度分布，提高锰酸锂的振实密度，从而提高梦孙阿里的高温性能和循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种高稳定性的锰酸锂的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有高比容量和工作电压，已经成为当前电化学储能领域的主流技术。根据电池正极材料的不同，锂离子电池可分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料以及磷酸铁锂电池等多种类型。其中，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，尤其是在高温下，锰酸锂的性能急剧下降。

为提高锰酸锂的稳定性，尤其是锰酸锂在高温下的稳定性，通常对其进行改性，添加合适的改性剂提高锰酸锂的电化学性能。针对锰酸锂在电池循环下会发生过渡金属锰溶出、导致电池容量衰减过快的现象，向其中加入合适的金属原子替代锰原子提高锰酸锂的稳定性，同时也对其进行表面掺杂改性，进一步抑制锰的溶出同时提高锰酸锂在高温下的稳定性。

发明内容：

本发明主要目的是提供一种高稳定性的锰酸锂的制备方法。

本发明的第二目的是提供一种用于高稳定性的锰酸锂的改性剂。

本发明的第三目的是提供一种用于高稳定性的锰酸锂的表面掺杂剂。

本发明的第四目的是提供一种用于高稳定性的锰酸锂的分散剂。

具体发明内容如下：

改性剂的制备方法为：

取N-甲基吡咯甲烷4-6份、二乙二醇丁醚3-5份、邻苯二甲酸二烯丙酯5-7份加入乙酸乙酯混合均匀，升温至170-210℃保温搅拌3-4h后，加入4-甲基-3戊烯-2-酮5-6份控制溶液温度为280-300℃保温搅拌5-6h后加入聚醋酸乙烯酯2-4份升温至350-360℃保温搅拌3-4h后，加入木质素磺酸钠5-7份于320-330℃搅拌4-5h后加入氧化钛3份、氧化铈4-6份、氧化镥1-1.5份控制温度为120-130℃搅拌均匀即得。

表面掺杂剂的制备方法：

取双乙酰酒石酸单双甘油酯3-5份、乙酰化二淀粉磷酸酯4-6份加入乙酸乙酯搅拌均匀后以3-4℃/min的速度升温至170-180℃，保温搅拌4-6h后加入丙二醇三辛酸酯5-7份，控制溶液温度为220-225℃，保温搅拌5-6h后加入2，2-二甲基-1，3-丙二醇3-5份、聚苯乙烯丁二烯共聚物2-4份以2-3℃/min的速率升温至250-260℃保温搅拌3-4h后，加入碳酸镁7-9份、硅酸镁6-8份控制温度为270-290℃保温搅拌2-4h加入可溶性淀粉5-7份、结晶石蜡9-11份于140-150℃下搅拌均匀即得。

分散剂的制备方法：

取甲基二乙醇胺5-7份、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐2-4份加入乙醇溶液，升温至220-240℃，保温搅拌2-4h后，加入聚乙二醇单油酸酯5-7份以2-3℃/min的速度升温至270-280℃，保温搅拌5-7h后加入烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚5-7份、十二烷基苯磺酸3-5份控制溶液温度为300-320℃保温搅拌3-5h后，加入中间相碳微球10-12份控制温度为230-240℃搅拌均匀后加入微晶蜡8-10份控制溶液温度为120-125℃保温搅拌6-7h即得。

高稳定性的锰酸锂的制备工艺为：

1）取二氧化锰、碳酸锂、氧化铌、改性剂按1000：220：5：0.002的比例在斜混机中以320-360r/min的转速球磨2~4小时，控制最终的粒径为5-8um；