[发明专利]一种掺杂Tb的LiMn2O4电极材料

说明书

本发明公开了一种掺杂Tb的LiMn₂O₄电极材料及其制备方法。先将原料醋酸钆、碳酸锂、二氧化锰按照LiGd_xMn_2‑xO₄的原子比例配料，将配好的原料混合物一起倒入球磨罐进行球磨，球磨后将合金微粉晾干，再高温煅烧，煅烧后即得产品。其制备工艺简单，易操作。

技术领域

本发明涉及一种LiMn₂O₄锂离子电极材料，特别涉及一种添加稀土的锂离子电极材料及其制备方法，属于电池电极材料领域。

背景技术

随着便携式数码产品的广泛使用，特别手机、笔记本电脑等，锂离子电池正以优异的性能在这类产品中得到广泛应用。最初的锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。

目前常见的锂离子电池正极材料主要有层状结构的钴酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂等。其中LiCoO₂材料的抗过充电性能差，在较高的充电电压比容量迅速下降；磷酸铁锂存在放电电压低、振实密度低等缺点都制约了自身的进一步应用，LiMn₂O₄材料作为电极具有良好的性能。有文献指出，对LiMn₂O₄成分掺杂稀土元素，能有效改善循环性能，减缓了电极阻抗的增加。本发明以碳酸锂、电解二氧化锰、醋酸铽为原料经球磨工艺将其磨成合金微粉，再通过煅烧工艺固相法合成LiTb_xMn_2-xO₄ 材料，掺杂后的LiTb_xMn_2-xO₄ 电极材料的综合性能将进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种掺杂Tb的LiMn₂O₄电极材料及其制备方法。该制备工艺包括如下步骤：

⑴取适量化学纯的醋酸铽、碳酸锂、电解二氧化锰作为原料，按照LiTb_xMn_2-xO₄（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；

⑵取一球磨罐，将配好的原料混合物倒入其罐，并添加适量的钢球，用球磨机进行球磨；

⑶将球磨的合金微粉晾干；

⑷将晾干后的合金微粉在隔绝氧气条件下高温煅烧；

⑸煅烧后，收集粉末即得产品。

优先地，在步骤⑴中，按照LiTb_xMn_2-xO₄（0.03≤X≤0.05）的原子比例配料。

优先地，在步骤⑵中，球料比为15-20。

优先地，在步骤⑵中，球磨机进行球磨的时间为20-40h。

在步骤⑵中，也可以将丙酮换成汽油或者酒精。

优先地，在步骤⑷中，高温煅烧温度为800-900℃，时间控制在10-20h。

本发明具有下列优点和特性：

⑴制备的电极材料导电率高；

⑵制备工艺简单，流程短。

具体实施方式

实施例一：