[发明专利]一种亚微米级黄‑壳结构镍锰酸锂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种亚微米级黄‑壳结构镍锰酸锂及其制备方法，以解决高温条件下镍锰酸锂循环稳定性差的问题，本发明属于微纳米功能材料技术领域，本发明中的黄‑壳结构镍锰酸锂是由具有黄‑壳结构的三氧化二锰作为前驱体制备而成。三氧化二锰前驱体为纳米小颗粒团聚而成的球状黄‑壳结构，小颗粒尺寸为50‑150纳米，团聚球表面呈介孔结构，孔隙为20‑100纳米，球体尺寸为400‑800纳米。黄‑壳结构镍锰酸锂由球状“壳”与八面体“黄”构筑组成；“壳”由纳米小颗粒团聚而成，纳米小颗粒的尺寸为50‑150纳米，“壳”的厚度为30‑150纳米；壳呈破裂状，其裂口口径在100‑400纳米。“黄”由八面体组成，其尺寸为100‑400纳米。壳与黄之间存在空隙，空隙尺寸为100‑300纳米。

主权项

一种亚微米级黄‑壳结构的镍锰酸锂，其特征在于：所述黄‑壳结构中的壳由八面体镍锰酸锂纳米小颗粒团聚而成，纳米小颗粒的尺寸为50‑150纳米，壳的厚度为30‑150纳米，壳呈破裂状，其裂口口径在100‑400纳米；黄由规则八面体镍锰酸锂组成，其尺寸为100‑400纳米；所述壳与所述黄之间存在空隙，空隙尺寸为100‑300纳米；所述的亚微米级黄‑壳结构的镍锰酸锂制备方法具体如下：（1）向去离子水中加入乙醇，控制水与乙醇的体积比为8‑12，然后加入一水合硫酸锰，再配制碳酸氢铵溶液，使硫酸锰与碳酸氢铵溶液浓度比为0.8‑1.2，其中碳酸氢铵浓度为0.3‑0.5摩尔/升，各缓慢搅拌至溶液澄清后，将碳酸氢铵溶液缓慢加入到搅拌状态下的硫酸锰溶液中，继续搅拌后得到乳白色的碳酸锰沉淀，静置待沉淀完全后，经洗涤、烘干，得到碳酸锰白色粉末；（2）将碳酸锰置于管式炉中，520‑660摄氏度保温6‑30小时得到前驱体三氧化二锰，其升温速率控制在2‑3摄氏度/分；（3）称取硝酸锂、六水合硝酸镍和三氧化二锰组成混合物，上述三者的摩尔比遵循镍锰酸锂的元素摩尔比，向混合物中滴加5‑20毫升无水乙醇，经搅拌、干燥和研磨得到混合物粉末；（4）将混合物粉末在空气气氛下烧结获得球状壳和八面体黄构筑尺寸为400‑800纳米的黄‑壳结构镍锰酸锂；烧结温度为600‑900摄氏度，保温时间为6‑30小时。