專利名稱：單晶Li_1＋zMn_2-x-yCo_xAl_yO₄與導電聚合物復合正極材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鋰離子電池的正極材料，具體是一種單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04與導電聚合物復合正極材料的制備方法。
背景技術：
傳統的以包含鋰源、錳源、鈷源和鋁源的鋰離子電池正極材料存在著電池容量較低、循環性能較差的缺陷
發明內容

本發明所要解決技術問題是，提供一種能夠提高鋰離子電池電池容量和循環性能的單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04與導電聚合物復合正極材料的制備方法。本發明的單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04與導電聚合物復合正極材料的制備方法是a.將鋰源、錳源、鈷源、鋁源按摩爾比 Li/Mn=0. 55 O. 65，Co/Mn=0. θΓθ. 03，Al/Mn=O. θΓθ. 03,配比混合，在三維混合機或錐形雙螺旋混料機，機械混合6-8h。將混合物在70(T900°C下煅燒10-24h，然后緩冷至60(T700°C，保溫3 8h，然后隨爐冷卻至室溫，在燒結過程中通入空氣，制備得到單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04化合物；所述鋰源為電池級碳酸鋰、工業級碳酸鋰、單水氫氧化鋰、硝酸鋰、醋酸鋰中的一種；所述錳源為電解二氧化錳、化學二氧化錳、羥基氧化錳、四氧化三錳中的一種；所述鈷源和鋁源分別為鈷和鋁的氫氧化物或氧化物；b.將聚合物單體、氧化劑、表面活性劑按摩爾比為1:1: (4飛)配成混合溶液，使混合溶液的3彡pH彡7，然后加入單晶Li1+zMn2_x_yCoxAly04反應2_6h后，用乙醇和水洗滌產物、過濾，在70-100°C間干燥后即制得單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04與導電聚合物復合正極材料；所述聚合物單體為聚吡咯的單體或聚苯胺的單體中的一種；所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、甲苯磺酸鈉中的一種；所述氧化劑為氯化鐵、過硫酸酸銨中的一種；使最終復合正極材料中導電聚合物的質量為材料總質量的29Γ5%。本發明的正極材料經實際測試，可顯著提高鋰電池的容量和循環性能。
具體實施例方式實施例=Li115Mn192Coaci4Alci tl4O4與導電聚合物復合正極材料的制備方法a.將鋰源、錳源、鈷源、鋁源按摩爾比Li/Mn=0. 61，Co/Mn=0. 02，A1/Mn=0. 02，配比混合，在三維混合機或錐形雙螺旋混料機，機械混合7h。將混合物置于馬氟爐內在800°C下煅燒18h，然后緩冷至600°C，保溫5h，然后隨爐冷卻至室溫，在燒結過程中通入空氣，制備得到單晶Lihl5Mnh92CoaΜΑ1α(ι404化合物；鋰源為電池級碳酸鋰；錳源為電解二氧化錳；鈷源和鋁源分別為鈷和鋁的氧化物；b.將聚合物單體、氧化劑、表面活性劑按摩爾比為1:1:5配成混合溶液，使混合溶液的3彡pH彡7，然后在不斷攪拌或者是超聲分散的條件下加入單晶Li1+zMn2_x_yCoxAly04反應4h后，用乙醇和水洗滌產物、過濾，在90°C干燥后即制得單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04與導電聚合物復合正極材料；所述聚合物單體為聚吡咯的單體；所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉；所述氧化劑為氯化鐵；使最終復合正極材料中導電聚合物的質量為材料總質量的4%。上述實施獲得的正極材料，經測試特征如下粒子為單晶顆粒；比表面積< O. 6m2/g ;以鋰為負極材料測試容量，首次放電比容量彡100mAh/g ；常溫下循環100次，容量保持率> 90%。·
權利要求
1.一種單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04與導電聚合物復合正極材料的制備方法，其特征是 a.將鋰源、錳源、鈷源、鋁源按摩爾比Li/Mn=0.55 O. 65，Co/Mn=0. OI O. 03，Al/Mn=O. 0Γ0. 03,配比混合，在三維混合機或錐形雙螺旋混料機，機械混合6-8h。將混合物在70(T900°C下煅燒10-24h，然后緩冷至60(T700°C，保溫3 8h，然后隨爐冷卻至室溫，在燒結過程中通入空氣，制備得到單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04化合物；所述鋰源為電池級碳酸鋰、工業級碳酸鋰、單水氫氧化鋰、硝酸鋰、醋酸鋰中的一種；所述錳源為電解二氧化錳、化學二氧化錳、羥基氧化錳、四氧化三錳中的一種；所述鈷源和鋁源分別為鈷和鋁的氫氧化物或氧化物； b.將聚合物單體、氧化劑、表面活性劑按摩爾比為1:1:(4飛)配成混合溶液，使混合溶液的3彡pH彡7，然后加入單晶Li1+zMn2_x_yCoxAly04反應2_6h后，用乙醇和水洗滌產物、過濾，在70-100°C間干燥后即制得單晶Li1 + zMn2_x_yCoxAly04與導電聚合物復合正極材料；所述聚合物單體為聚吡咯的單體或聚苯胺的單體中的一種；所述表面活性劑為十二烷基硫酸 鈉、甲苯磺酸鈉中的一種；所述氧化劑為氯化鐵、過硫酸酸銨中的一種；使最終復合正極材料中導電聚合物的質量為材料總質量的29Γ5%。
全文摘要
本發明涉及一種單晶Li1+zMn2-x-yCoxAlyO4與導電聚合物復合正極材料的制備方法。該方法是a.將鋰源、錳源、鈷源、鋁源混合，在三維混合機或錐形雙螺旋混料機，機械混合6-8h。將混合物在700~900℃下煅燒10-24h，然后緩冷至600~700℃，保溫3~8h，然后隨爐冷卻至室溫，在燒結過程中通入空氣，制備得到單晶Li1＋zMn2-x-yCoxAlyO4化合物；b.將聚合物單體、氧化劑、表面活性劑按摩爾比為1:1:(4~6)配成混合溶液，使混合溶液的3≤pH≤7，然后加入單晶Li1+zMn2-x-yCoxAlyO4反應2-6h后，用乙醇和水洗滌產物、過濾，在70-100℃間干燥后即制得單晶Li1＋zMn2-x-yCoxAlyO4與導電聚合物復合正極材料。本發明的正極材料經實際測試，可顯著提高鋰電池的容量和循環性能。
文檔編號H01M4/505GK102903908SQ20121038093
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者崔立峰, 李奇峰, 王輝, 楊克濤 申請人:江蘇科捷鋰電池有限公司