[发明专利]一种多变价氧化锰锂的制备方法

摘要

本发明涉及一种多变价氧化锰锂的制备方法，属于电化学工程与工业领域，控制锰源、锂源及其混合方式，通过高温水热或者高温烧结制备多变价氧化锰锂，所得产物的化学式为Li_xMn₂O_y，其中4≥x≥2，5≥y≥4。本发明所涉及制备的多变价氧化锰锂中锰处于较低价态且含多个可利用锂离子，比容量高，制备方法具有工艺简单、成本低、污染少的特点。采用本发明所涉及方法制备的多变价氧化锰锂材料可用于有机电解液或者中性水溶液的电池体系中，是一种合适的活性电极材料，比容量高、成本低、活性高，在电动工具、电动车、电网等储能方面有广阔的应用前景。

主权项

一种多变价氧化锰锂的制备方法，其特征在于该制备方法步骤如下：方法一：锰源和锂源充分混合后在气体保护下于高温炉中烧结，烧结时升温速度在0.1～20℃/min，升温到600℃～850℃时恒温0.5h～48h，然后自然冷却到室温，得到产物多变价氧化锰锂；其中保护性气体为空气、氧气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气中的一种以上，气体在反应室中的线流速不小于5cm/min；锰源和锂源的混合方式为球磨混合、气动粉碎混合、振动混合、溶剂溶解混合、溶剂溶解后共沉淀混合、溶胶凝胶法混合中的一种以上；所得产物的化学式为Li_xMn₂O_y，其中10≥x≥2，7≥y≥3，制备用的锰源为氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、卤化锰、卤氧酸锰、草酸锰、碳酸锰、甲酸锰、乙酸锰、氟硼酸锰、氟磺酸锰、甲基磺酸锰、高锰酸锂、LiMn₂O₄中的一种以上，制备用的锂源是硫酸锂、硝酸锂、卤化锂、卤氧酸锂、草酸锂、碳酸锂、甲酸锂、乙酸锂、氟硼酸锂、氟磺酸锂、甲基磺酸锂、高锰酸锂、LiMn₂O₄中的一种以上；溶胶凝胶法的络合剂为乙酸盐、乙酸、硼酸、硼酸盐、巯基乙酸、巯基乙酸盐、柠檬酸、柠檬酸盐、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐、硫脲、乙二胺、三乙醇胺、氨、焦磷酸盐中的一种以上，溶解所用溶剂为水、乙醇、丙醇中的一种以上；在产物中参杂钴、铬、镍、钛、钒、铁中的一种以上，加入量为锰的0.1～15％mol；在产物中参杂钠、钾、镁、钙、锌、铜中的一种以上，加入量为锂的0.1～15％mol；在产物中加入氟根、磷酸根、硼酸根、硅酸根中的一种以上，加入量为氧的0.1～5％mol；方法二：锰源和锂源溶剂溶解混合后以溶剂热法合成，溶解所用溶剂为水、乙醇、丙醇、N，N‑二甲基甲酰胺、N‑甲基吡咯烷酮中的一种以上，溶剂热温度范围为180℃～350℃，在180℃～350℃恒温0.5h～48h，保护性气体为空气、氧气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气中的一种以上。