[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

说明书

本发明公开了一种高温性能优异的锰酸锂正极材料及制备方法，属于电池加工领域，一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，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中的组合物投入加热设备的内部进行热处理，它可以实现，能够获得一种得碳包覆的铌掺杂的锰酸锂正极，其在常温和高温下均具有较好的循环性能。

技术领域

本发明涉及电池加工领域，更具体地说，涉及一种高温性能优异的锰酸锂正极材料及制备方法。

背景技术

随着社会的发展，低碳环保成为全球的发展趋势，锂离子电池作为新一代可再生绿色环保的化学能源，具有高工作电压，高比容量，使用寿命长，无记忆效应，成为目前研究的热点。尖晶石锰酸锂不仅具有独特的三维隧道结构，使得锂离子更加有效的进行嵌入和脱出，还具有较高的功率、能量密度、原料来源丰富、成本低廉、安全性高以及对环境友好等优点，适合应用在电动工具和电动车的储能电池领域；

如授权公告号为CN108083342B所公开的锂离子动力电池用锰酸锂正极材料及其制备方法，其将球形掺杂二氧化锰与锂源混合，通过高温富氧烧结工艺技术最终得到了球形掺杂动力型锰酸锂产品，因产品的硫酸根含量低，且BET较小，做成电池后与电解液的接触面积大大降低，被酸溶解速度得到有效控制，掺杂元素的加入，使产品晶型结构更稳定；

但现有技术中的锰酸锂正极材料在高温下电极-电解质界面Mn³⁺发生歧化分解，造成Mn²⁺溶解于电解质，界面结构不断被破坏，导致其在高温下循环性能较差。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高温性能优异的锰酸锂正极材料及制备方法，它可以实现能够获得一种得碳包覆的铌掺杂的锰酸锂正极，其在常温和高温下均具有较好的循环性能。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高温性能优异的锰酸锂正极材料及制备方法，包括有铌掺杂的锰酸锂正极和包裹在铌掺杂的锰酸锂正极外侧的聚多巴胺包覆层，所述铌掺杂的锰酸锂正极为醋酸锰、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为多巴胺在氩气氛围下碳化形成。

一种高温性能优异的锰酸锂正极材料的制备方法，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；

S6：将所述铌掺杂的锰酸锂正极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的表面形成聚多巴胺包覆层；

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

进一步的，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。