[发明专利]一种具有高倍率性能的铝、钠协同掺杂制备锰酸锂正极材料的方法

摘要

本发明公开了一种具有高倍率性能的铝、钠协同掺杂制备锰酸锂正极材料的方法。（1）将锂源0.005-0.1mol、锰源0.005-0.1mol、铝离子掺杂源0.0001-0.1mol、钠离子掺杂源0.0001-0.1mol、柠檬酸0.01-1mol，分别溶解并混合得到浅褐色溶液；（2）60～90℃水浴蒸干，60～120℃真空干燥8-12小时得到干凝胶；（3）研磨，在马弗炉中300℃-500℃预烧结3-6小时，冷却，再次研成粉末，于650℃-850℃烧结10-24小时，冷却至室温，即得到Li_1-xNa_xAl_yMn_2-yO₄，其中：x=0.01～0.3。本发明工艺简单，成本低廉，能够制备出结晶良好、晶粒细小、分布均匀的铝、钠离子掺杂的锰酸锂正极材料，材料电化学性能得到明显提高，具有良好的倍率性能和循环稳定性。

主权项

一种具有高倍率性能的铝、钠协同掺杂制备锰酸锂正极材料的方法，其特征在于具体步骤为：   （1）按化学计量比称取锂源0.005‑0.1mol、锰源0.005‑0.1mol、铝离子掺杂源0.0001‑0.01mol、钠离子掺杂源0.0001‑0.1mol、柠檬酸0.01‑1mol，将其分别溶于5mL‑15mL去离子水中;然后依次将锂源、锰源、铝离子掺杂源和钠离子掺杂源的溶液滴加到柠檬酸溶液中，用DF‑101S型集热式磁力搅拌器室温下搅拌并充分混合，接着用分析纯氨水调节pH为6‑9，将溶液充分搅拌，得到浅褐色溶液；（2）对步骤（1）所得到的浅褐色溶液室温下搅拌1‑3小时，得到红褐色溶胶;然后加热至60～90℃水浴，加热过程中用分析纯氨水调节pH为6‑9，蒸干得到褐色凝胶，将褐色凝胶送入60～120℃真空干燥8‑12小时得到干凝胶；（3）将步骤（2）所得的干凝胶研磨，置于马弗炉中300℃‑500℃预烧结3‑6小时，预烧结后研磨并在马弗炉中650℃‑850℃烧结10‑24小时，随炉自然冷却至室温，手动研磨后获得铝、钠离子掺杂的锰酸锂正极材料Li_1‑xNa_xAl_yMn_2‑yO₄，其中：x=0.01～0.3；所述锂源为乙酸锂、碳酸锂和氢氧化锂中的一种或多种；所述锰源为乙酸锰、碳酸锰、硫酸锰和硝酸锰中的一种或多种；所述铝离子掺杂源为硝酸铝、硫酸铝和乙酸铝中的一种或多种；所述钠离子掺杂源为氢氧化钠、硫酸钠和乙酸钠中的一种或多种。