[发明专利]一种高温性能优异的锰酸锂正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种高温性能优异的锰酸锂正极材料，其特征在于：包括有铌掺杂的锰酸锂正极(1)和包裹在铌掺杂的锰酸锂正极(1)外侧的聚多巴胺包覆层(2)，所述铌掺杂的锰酸锂正极(1)为醋酸锰、氢氧化锂、氧化石墨烯混合物与商用五氧化二铌研磨后经热处理制成，所述聚多巴胺包覆层(2)为多巴胺在氩气氛围下碳化形成。

2.一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括有以下步骤：

S1：对醋酸锰、氢氧化锂、氧化石墨烯进行称取；

S2：将称取后的所述醋酸锰、氢氧化锂、氧化石墨烯倒入水溶液中进行混合；

S3：对S2中所述醋酸锰、氢氧化锂、氧化石墨烯的混合物进行冷冻处理，直至其以冻结状态干燥；

S4：向S3中所述的混合物中添加商用五氧化二铌，并对其进行研磨，直至其研磨均匀，形成混合物和商用五氧化二铌的组合物；

S5：将S4中所述的组合物投入加热设备的内部进行热处理，获得铌掺杂的锰酸锂正极(1)；

S6：将所述铌掺杂的锰酸锂正极(1)和多巴胺均匀放置进入溶液内部，让所述多巴胺在铌掺杂的锰酸锂正极(1)的表面形成聚多巴胺包覆层(2)；

S7：在氩气氛围下对包裹在铌掺杂的锰酸锂正极(1)表面的聚多巴胺包覆层(2)进行碳化处理，直至形成碳包覆的铌掺杂的锰酸锂正极。

3.根据权利要求1所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述醋酸锰、氢氧化锂、氧化石墨烯的质量比为1～2:1～2：1.5～3。

4.根据权利要求1所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述S2中醋酸锰、氢氧化锂、氧化石墨烯倒入水溶液中的混合时间为0.25～0.5h。

5.根据权利要求1所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述冷冻处理为采用1～5℃/min的速率降温至0℃，然后采用0.5～2℃的速率降温至-20～-40℃。

6.根据权利要求1所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述加热设备为马弗炉。

7.根据权利要求1所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述组合物热处理的加热温度优选为300～600℃。

8.根据权利要求6所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述S5包括有以下步骤：

S501：将所述组合物投放进入马弗炉的内部；

S502：启动所述马弗炉对组合物进行初始加热，采用1～3℃/min的速率升温至50℃；

S503：启动所述马弗炉对组合物进行二次加热，采用5～10℃/min的速率升温至300～600℃，对组合物进行加热，直至其形成铌掺杂的锰酸锂正极(1)；

S504：加热完成后，采用1～5℃/min的速率降温至100℃；

S505：随炉冷却至室温，开炉，将铌掺杂的锰酸锂正极(1)取出。

9.根据权利要求1所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述溶液的PH值为8。

10.根据权利要求9所述的一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述S6包括有：

S601：选取PH值为8的溶液；

S602：将所述铌掺杂的锰酸锂正极(1)倒入溶液的内部，然后对所述溶液进行搅拌，使所述铌掺杂的锰酸锂正极(1)均匀的分布在溶液的内部；

S603：将所述多巴胺倒入溶液的内部，然后对所述溶液进行搅拌，使所述多巴胺同样均匀的分布在溶液的内部；

S604：对溶液进行加热处理，提升溶液、铌掺杂的锰酸锂正极(1)和多巴胺的活性，直至多巴胺均匀的包裹在铌掺杂的锰酸锂正极(1)的表面。