[发明专利]一种高容量正极材料纳米Li1.3

说明书

本发明公开了一种高容量正极材料纳米Li_1.3Mn_0.4Ti_0.3O₂的制备方法，将钛酸四丁酯和乙酸锰超声溶解在去离子水和乙二醇混合溶剂中，将2‑乙基己烷磺基琥珀酸钠溶于去离子水和乙二醇中；水浴加热使上述两种溶液混合均匀；用氨水调节体系PH值为7~9；再将溶液转到聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中进行水热反应；产物进行离心抽滤洗涤干燥得到前驱体粉末；前驱体粉末预烧处理冷却得到Ti‑Mn氧化物；再与草酸锂混合，加入无水乙醇充分研磨，静置至乙醇挥发完全；所得样品放于马弗炉中通氧气煅烧，得到目标产物Li_1.3Mn_0.4Ti_0.3O₂正极材料。本发明制备工艺简单，用于制备锂离子电池，具有较高的充放电比容量。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料制备技术领域，具体涉及一种高容量正极材料纳米Li_1.3Mn_0.4Ti_0.3O₂的制备方法。

背景技术

作为最具潜能的储能器件之一的锂离子电池，因其具有高比容量、环境友好、无记忆效应、高循环寿命等优点，被广泛地应用在人们的生活之中。随着新能源产业的兴起，人们对锂离子电池的储能性能提出了更高的要求。在一系列新型的正极材料中，富锂锰基正极材料(x Li₂MnO₃-(1-x)LiTMO₂)放电比容量可以高达300mAh/g，同时这种材料以较便宜的锰元素为主，贵重金属含量少，与目前市场上使用的镍钴锰三元正极材料相比，不仅成本低，而且安全性好，被认为是下一代锂离子动力电池的首选。

虽然富锂锰材料在提高锂离子电池能量密度上具有天然的优势，但也存在一些问题，例如在循环过程中容量有所衰减、稳定性能较差。所以为了扩大材料的推广应用，需要提高材料的稳定性，克服材料本身存在的问题。目前，合成富锂锰基正极材料的方法有很多，主要有共沉淀法、溶胶凝胶法、固相法等。

本发明采用的制备方法，加入了表面活性剂，能够有效控制颗粒粒度大小，显著提高了材料的电化学性能，得到了高容量Li_1.3Mn_0.4Ti_0.3O₂正极材料，具有较好的循环稳定性和较高的容量。

发明内容

针对目前富锂锰材料本身所存在的问题，本发明提供了一种制备方法，目的在于得到结构稳定、性能好、容量高的富锂锰基正极材料。

为了达到此发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种高容量正极材料纳米Li_1.3Mn_0.4Ti_0.3O₂的制备方法，具体步骤如下：

（1）将钛酸四丁酯（C₁₆H₃₆O₄Ti）和乙酸锰（Mn(CH₃COO)₂·4H₂O）溶解在去离子水和乙二醇的混合溶剂中，并在超声的环境下，使用玻璃棒进行充分地搅拌，使原料溶解完全，最终形成均匀溶液；

（2）取一定量的2-乙基己烷磺基琥珀酸钠溶解在去离子水和乙二醇的混合溶剂中；

（3）将步骤（2）所得的溶液缓慢加入到步骤（1）的均匀溶液中，并在水浴加热条件下充分搅拌完全，得到稳定的混合体系；

（4）滴加氨水使得上述稳定混合体系的PH值为7~9；

（5）将调节过PH值之后的混合溶液放入到聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，进行水热反应；