专利汇可以提供一种碳纳米管改性富锂锰基正极材料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 专利 属于 锂离子 电池 材料制备领域,具体涉及一种 碳 纳米管 改性富锂锰基 正极材料 xLi2MnO3·(1-x)LiMO2的制备方法,该制备方法采用预 氧 化方式同时对前驱体和 碳纳米管 改性,可形成碳纳米管和正极材料的导 电网 络结合,改善制备材料的 导电性 。其制备步骤如下:将过渡金属盐溶液按化学计量比混合均匀,再滴加沉淀剂和络合剂,洗涤干燥得到前驱体,将前驱体与碳纳米管 水 分散液搅拌分散干燥后加入到 氧化剂 溶液中预氧化,经干燥后与锂源混合 煅烧 冷却得到最终产品。本 发明 的富锂锰基材料不仅具有高 比容量 ,而且还有优异的 倍率性能 及循环性能。采用该类正极材料的 锂离子电池 ,在动 力 电池方面有巨大的应用潜力。,下面是一种碳纳米管改性富锂锰基正极材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种碳纳米管改性富锂锰基正极材料及其制备方法,其特征在于,该材料的分子式为Li2MnO3·(1-x)LiMO2,其中,M是Mn、Ni、Co、Mg、Al、Cr中的一种或几种的组合,0
1)前驱体制备:在非还原气氛中,将金属盐溶液与沉淀剂和络合剂同时滴加入反应容器内,在30~70℃、pH=7~9之间的条件下进行恒温搅拌,反应完全后沉淀在30~70℃继续陈化4~24h,所得沉淀采用去离子水过滤洗涤数次,在105℃下烘干,得到前驱体;
2)将步骤1)中得到的前驱体材料粉碎0.2~4h后与碳纳米管水分散液混合,碳纳米管与前驱体材料的质量比为0.1~5%,搅拌预分散,经干燥后得到改性前驱体A。
3)配制氧化剂与溶剂的混合溶液,其中氧化剂的浓度为0.01~3mol/L。
4)将步骤2)中得到的改性前驱体A加入步骤3)中的混合溶液中,常温搅拌0.5h~2h,经洗涤数次后烘干,得到改性前驱体B。
5)将步骤4)中的改性前驱体B与一定量的含锂化合物混合均匀,在惰性气氛或空气气氛中以1~10℃/min的速度升温至300~600℃煅烧1~3h,再以1~10℃/min的速度升温至
700~1200℃恒温煅烧6~20h,经冷却降温得到富锂锰基正极材料。
3.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中的金属盐溶液为可溶性镍盐、可溶性锰盐、可溶性钴盐、可溶性镁盐、可溶性铝盐、可溶性铬盐中一种或几种的混合溶液,混合溶液的金属离子浓度为0.2~4mol/L。
4.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中的非还原气氛为氮气、氩气、氧气、空气或为两种以上按任意比例的混合物。
5.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中的络合剂为氨水,氨水浓度0.1~2mol/L。
6.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中的沉淀剂为碳酸钠,其中碳酸根离子的浓度为0.1~4mol/L。
7.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中的碳纳米管水分散液中碳纳米管的含量在2%~5%;干燥为旋转蒸发干燥、水浴干燥、喷雾干燥中的一种,干燥温度80~200℃,干燥时间0.1~6h。
8.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤3)中的氧化剂是高锰酸钾、硫酸铵、过硫酸铵,过硫酸钾,过硫酸钠或为两种以上按任意比例的混合物。
9.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中的溶剂为去离子水、乙醇中的一种或者两种的混合物。
10.如权利要求2所述的一种富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于:含锂化合物如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中的含锂化合物是氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂中的一种或多种;含锂化合物用量是化学计量比的1.00~1.6倍。
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