[发明专利]一种锂离子电池用硼、铝掺杂锰酸锂复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用硼、铝掺杂锰酸锂复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)制备硼、铝掺杂锰酸锂前躯体；(2)制备介孔碳；(3)将上述介孔碳和上述前躯体机械混合，经球磨混合均匀后在管式炉中于氦气气氛下煅烧，得到多孔碳包覆的硼、铝掺杂锰酸锂复合材料。本发明制备的锂离子电池用硼、铝掺杂的锰酸锂复合材料，采用了硼和铝对锰酸锂进行改性，提高了材料的循环稳定性，还采用了特定工艺制备的介孔碳硅对掺杂硼、铝的锰酸锂进行了烧结包覆，使得材料的导电性提高，因此该复合材料在用于锂离子电池时，使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。

主权项

1.一种锂离子电池用硼掺杂锰酸锂复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)制备硼、铝掺杂锰酸锂前躯体将乙酸锂和碳酸锰，按摩尔比Li/Mn＝1/2溶解于丙酮中，得透明溶液；将硼源和铝源稀释溶解于丙酮中得稀溶液；然后向Li、Mn混合溶液中按摩尔比Li∶Mn∶B∶Al＝1∶(1.85-1.95)∶(0.02-0.08)∶(0.07-0.03)的比例，在搅拌下加入有硼源和铝源的溶液，混合均匀，然后在红外灯下，加热并逐渐脱出溶剂，干燥生成凝胶前驱体；将所得前驱体以5-10℃/分钟的升温速率升温至500-700℃保温3-4小时，使原料预分解为Li、Mn、B、Al的无定形混合氧化物，自然冷至室温，取出研磨充分，即得硼、铝掺杂锰酸锂前躯体；(2)制备介孔碳材料将介孔硅分子筛、葡萄糖、65wt％硫酸、钽源、蒸馏水按照1∶1-2∶0.3-0.5∶0.2-0.5∶3-4的比例，配制成混合溶液，然后放入红外箱中在110-120℃的温度下保温3-5小时，然后升温至180-200℃保温4-5小时，进行初步炭化，将上述初步炭化产物在氦气的保护下加热到1000-1100℃，进行炭化，然后在室温下将炭化产物溶解于氢氧化钾溶液，脱除模板获得介孔碳；(3)介孔碳包覆硼掺杂锰酸锂将上述介孔碳和上述前躯体按照碳：锂的摩尔比0.15-0.25：1的比例机械混合，经球磨混合均匀后在管式炉中于氦气气氛下煅烧：先以5-10℃/min的升温速率升温至400-500℃进行4-5小时的预煅烧，然后以10-15℃/min升温速率升温至700-850℃煅烧6-8小时，得到多孔碳包覆的硼、铝掺杂锰酸锂复合材料。