[发明专利]一种利用溶胶凝胶法包覆富锂锰基正极材料的方法

权利要求书

1.一种利用溶胶凝胶法包覆富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）共沉淀法制备富锂锰基正极材料前驱体：将Mn(CH₃COO)₂·4H₂O、Co(CH₃COO)₂·4H₂O、Ni(CH₃COO)₂·4H₂O溶于蒸馏水中得到混合金属盐溶液A，往NaOH水溶液中加入NH₃·H₂O配制成溶液B；在反应釜中先加入蒸馏水，调节体系温度40-60 ^oC，用NH₃·H₂O调pH为11-12，通惰性气体，将溶液A和溶液B同时注入反应釜中，控制pH值为11-12，搅拌反应20-25 h后，将反应液进行过滤、洗涤和干燥处理得到前驱体；

2）将前驱体与Li₂CO₃球磨混合均匀，煅烧、冷却，得到富锂锰基正极材料LMCN；

3）溶胶凝胶法制备磷酸锰锂修饰富锂锰复合材料LMP-LMCN：将LMCN与蒸馏水混合后搅拌成溶液，将(CH₃COO)₂Mn·4H₂O、NH₄H₂PO₄、Li(CH₃COO)·2H₂O和柠檬酸加入上述溶液中，70-90 ^oC恒温水浴中搅拌至溶液完全蒸干，干燥、煅烧得LMP-LMCN；

所述柠檬酸经过改性处理，具体操作为：

（1）将柠檬酸溶解于1-乙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体中得到质量分数15-25%的柠檬酸溶液；滴加硝酸金属盐溶液并搅拌均匀，柠檬酸和硝酸金属盐的质量比为(1-4):1，200-240 ℃、2000-4000 Pa下反应1-2 h，得到金属接枝的柠檬酸；

（2）将金属接枝的柠檬酸和聚氧化乙烯分别溶于二甲亚砜制得溶液，按柠檬酸和聚氧化乙烯的摩尔比(1-5):10将金属接枝的柠檬酸溶液滴加至聚氧化乙烯溶液中，在70-90 ℃下加热搅拌反应6-8 h，反应液冷却后滴加至含5-10wt％NaOH的乙醇溶液中，析出固体，固体洗涤、干燥后得到改性柠檬酸。

2.根据权利要求1所述的一种利用溶胶凝胶法包覆富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤1）中Mn(CH₃COO)₂·4H₂O、Co(CH₃COO)₂·4H₂O、Ni(CH₃COO)₂·4H₂O的混合摩尔比为(4-5):(1-2):1。

3.根据权利要求1所述的一种利用溶胶凝胶法包覆富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤2）中所述前驱体与Li₂CO₃以2:(2-3)的摩尔比混合。

4.根据权利要求1或3所述的一种利用溶胶凝胶法包覆富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤2）中所述煅烧的过程为：500-600 ^oC预烧4-6 h后，升温至900-1000 ^oC煅烧10-12 h。

5.根据权利要求1所述的一种利用溶胶凝胶法包覆富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤3）中(CH₃COO)₂Mn·4H₂O、NH₄H₂PO₄、Li(CH₃COO)·2H₂O和柠檬酸的摩尔比为1:(1-1.2):(1-1.2):(1.5-1.7)。

6.根据权利要求1所述的一种利用溶胶凝胶法包覆富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤3）中所述LMP-LMCN中的LMP的包覆浓度为1%-5%wt。