[发明专利]一种类球形低电压复合锂锰氧化物的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种类球形低电压复合锂锰氧化物的制备方法，属于化学储能技术的创新。

背景技术

可充3V扣式锂电池是一类重要的电池类型，主要用于电子电路板作为数据记忆体备用电源，广泛应用在笔记本电脑、移动电话、GPS导航仪等产品上。目前，这种电池主要以低电压复合锂锰氧化物作为正极活性物质，锂铝合金作为负极活性物质，其优点是浮充电性能好、自放电小，但是存在容量低、深度放电能力差等缺点。电子产品的小型化、免维护化、功能集成化等发展趋势迫切需要提高可充3V扣式锂电池的容量且不得增加体积。本发明提供了一种类球形低电压复合锂锰氧化物的制备方法，制备的类球形低电压复合锂锰氧化物具有更高的比容量和振实密度，应用于电池可以提高其容量同时不增加体积，以满足电子产品的发展需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种类球形低电压复合锂锰氧化物的制备方法，其制备方法是：

（1）取一定质量分析纯KMnO₄粉末加入16倍质量的20℃~25℃ 1%稀盐酸中，然后通入70℃热空气搅拌液体，同时给液体加热，保持液体温度在50~60℃之间，持续温度3~5小时，过滤沉淀物，用3%氨水中和PH值为6.5~7.5，然后反复用去离子水洗涤至PH值在6.8~7.2，过滤除去水得到类球形二氧化锰原料；

（2）制备的类球型二氧化锰在120℃~130℃鼓风干燥3~6小时，然后自然降温至20~25℃；

（3）把干燥后的类球形二氧化锰与分析纯醋酸锂晶体（LiAC·2H₂O）混合，质量比为4：1，加入研钵研磨30分钟，再加入与混合物等质量的丙酮，充分研磨30~60分钟；

（4）把混合物放入氧化铝陶瓷坩埚在马弗炉中先以升温速度1℃/分钟的速度加热到260℃，保持10小时，再以升温速度2℃/分钟的速度加热到330℃保持18小时，然后自然降温到室温；

（5）取出烧结物，研磨成粉末，过100目筛，得到类球形低压锂锰氧复合氧化物。

本方法的优点是方法简单，制备出的低压锂锰氧复合氧化物微观结构为类球形，见图1，而且比容量达到200mAh/g，高于现有同类材料180mAh/g的水平；且振实密度为1.9g/cm³，高于现有同类材料1.6g/cm³的水平。因此，本方法制备的类球形低压锂锰氧复合氧化物应用于可充3V扣式锂电池必然会提高电池的容量。

附图说明

图1 类球形低压锂锰氧复合氧化物扫描电镜图片。

具体实施方式

实施例1

（1）取20mol分析纯KMnO₄加入20℃的50L 1%稀盐酸中，然后通入70℃热空气搅拌液体，同时给液体加热，保持液体温度在50℃，持续温度3小时，过滤沉淀物，用3%氨水中和PH值为6.5，然后反复用去离子水洗涤至PH值为6.8，过滤除去水得到类球形二氧化锰原料；

（2）制备的类球型二氧化锰在120℃鼓风干燥3小时，然后自然降温至20℃；

（3）取20g干燥后的类球形二氧化锰与5g分析纯二水醋酸锂晶体混合，加入研钵研磨30分钟，再加入25g丙酮，充分研磨30分钟；

（4）把混合物放入氧化铝陶瓷坩埚在马弗炉中先以升温速度1℃/分钟的速度加热到260℃，保持10小时，再以升温速度2℃/分钟的速度加热到330℃保持18小时，然后自然降温到室温；

（5）取出烧结物，研磨成粉末，过100目筛，得到类球形低压锂锰氧复合氧化物。

测试其放电比容量为201mAh/g，振实密度为1.91g/cm³。

实施例2

（1）取20mol分析纯KMnO₄加入25℃50L 1%稀盐酸中，然后通入70℃热空气搅拌液体，同时给液体加热，保持液体温度在60℃，持续温度5小时，过滤沉淀物用3%氨水中和PH值为7.5，然后反复用去离子水洗涤至PH值在7.2，用布氏漏斗过滤除去水得到类球形二氧化锰原料；

（2）制备的类球型二氧化锰在130℃鼓风干燥6小时，然后自然降温至25℃；

（3）取20g干燥后的类球形二氧化锰与5g分析纯二水醋酸锂晶体混合，加入研钵研磨30分钟，再加入25g丙酮，充分研磨60分钟；

（4）把混合物放入氧化铝陶瓷坩埚在马弗炉中先以升温速度1℃/分钟的速度加热到260℃，保持10小时，再以升温速度2℃/分钟的速度加热到330℃保持18小时，然后自然降温到室温；