[发明专利]一种聚苯胺包覆锗掺杂锰酸锂复合正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种聚苯胺包覆锗掺杂锰酸锂复合正极材料的制备方法，该锗掺杂锰酸锂的化学式为LiMn_1-x-yAl_xGe_yO₂，其中：x=0.35-0.4，y=0.0.03-0.0.04，该方法包括如下步骤：（1）制备锗掺杂锰酸锂，（2）制备导电聚苯胺，（3）包覆。本发明制备的复合正极材料，采用掺杂Al和Ge来改性锰酸锂以提高物质活性和稳定性，制备过程包覆了具有高导电性和电化学稳定性的聚苯胺。因此该复合材料在用于锂离子电池时，具有较高的首次放电可逆容量和较长的使用寿命。

主权项

一种聚苯胺包覆锗掺杂锰酸锂复合正极材料的制备方法，该锗掺杂锰酸锂的化学式为LiMn_1‑x‑yAl_xGe_yO₂，其中：x=0.35‑0.4，y=0.0.03‑0.0.04，该方法包括如下步骤：（1）制备锗掺杂锰酸锂按照上述化学式中的Li、Mn、Al、Ge的摩尔量称取纯度大于99.5%的草酸锂、纯度大于99.5%的氧化锰、纯度大于99.5%的氧化铝、纯度大于99.5%的氧化锗；将上述称取的草酸锂锂、氧化锰、氧化铝、和氧化锗机械混合后在1300‑1500℃的温度下融化，冷却后球磨成粉，在850‑900℃下烧结2‑3h，得到锗掺杂钴酸锂；（2）制备导电聚苯胺将苯胺溶于浓度为2‑3mol/L高氯酸溶液，在氯化铁存在下于10℃以下进行反应，其中苯胺与氯化铁的摩尔比为10‑20:1，得到反应液，所述反应在活性炭存在下进行，所述苯胺与活性炭的质量比为3‑5:1； 向所述得到的反应液中分批次滴加溶有过硫酸铵的高氯酸溶液，所述溶有过硫酸铵的高氯酸溶液中高氯酸的浓度为1‑2.5mol/L，所述苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1:0.1‑1，在温度为5℃以下继续反应，得到导电聚苯胺，将所述导电聚苯胺水洗后用浓度为0.05‑0.08mol/L的盐酸溶液置换3‑5h，再水洗后，烘干，备用； （3）包覆将上述锗掺杂钴酸锂和上述导电聚苯胺按照质量比100:5‑10，放入球磨机中，采用直径为5‑10毫米的钢球，球料比为15‑20:1，以400‑500r/min的转速球磨12‑15h，得到最终产品。