本发明涉及锂离子电池正极材料的改性方法，特别涉及一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术：
21世纪以来，人类面临的能源与环境问题越来越严峻。由于传统能源的使用所带来的对自然环境不可估量的污染，人们正在逐步寻找一种可以缓解和减轻这种问题的有效途径，在这种条件下锂离子电池应运而生。作为新能源电池，锂离子电池以其优越的性能，现在已经越来越受到关注。
尖晶石型limn2o4是目前使用前景较好的锂离子电池正极材料之一。但是，由于锰酸锂在储存和循环过程中存在明显的容量衰减现象，以至于阻碍了锰酸锂电极材料的广泛使用。
尖晶石型limn2o4造成储存或循环过程中容量衰减的原因主要包括：①放电后期的jahn-teller效应；②电解液的分解导致电池内阻增加；③电解液中hf杂质对limn2o4材料的腐蚀溶解等。对合成的尖晶石型limn2o4材料进行改性，可以改善材料的化学稳定性、结构稳定性。而选取与mn3+半径相近的离子进行掺杂，能够改善晶格的无规则状态，增强尖晶石结构的稳定性；而且当掺杂离子的价态≤3时，可以降低mn3+离子的含量，从而抑制jahn-teller效应，增加材料的循环稳定性。
技术实现要素：
本发明提供一种改性锂离子电池正极材料，包括以下组成原料:2-3mol/l的mnso4·h2o溶液，0.1-2mol/l的nh4hco3溶液，0.1-2mol/l的nh3·h2o溶液，0.4-2mol/l的coso4溶液，1-4mol/l的lioh溶液，0.3-3mol/l的li2co3溶液；
一种改性锂离子电池正极材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将2-3mol/l的mnso4·h2o溶液、0.1-2mol/l的nh4hco3溶液以及0.1-2mol/l的nh3·h2o溶液加入到反应器中，以400～1200rpm/min速度搅拌并控制反应体系的温度在25-30℃之间，ph值控制在10～14之间；在此条件下析出带有颗粒状的mnco3反应液；
步骤二:将步骤一析出的带有颗粒状的mnco3反应液经固液分离、洗涤与干燥后得到mnco3粉末；
步骤三：将步骤二得到的mnco3粉末放入马弗炉内，温度设定560℃并预烧4h，将mnco3热分解为mn2o3；
步骤四：将步骤三得到的mn2o3放入烧杯中加入少量去离子水，混合制成浆状溶液，之后将烧杯放置在磁力搅拌器上并逐渐滴加0.4-2mol/l的coso4溶液与1-4mol/l的lioh溶液，充分搅拌，使生成的co(oh)2沉淀能够包覆在球形mn2o3颗粒表面；
步骤五：将步骤四得到的包覆了co(oh)2的mn2o3与0.3-3mol/l的li2co3溶液湿法混合均匀，之后放入烧炉中，通入空气，温度设定在700℃-900℃之间，烧结20-30h，最后将烧结后的材料自然冷却即得到limn2o4正极材料。
优选的，所述步骤五中得到的limn2o4正极材料含有2％的co。
本发明制备出的锂离子电池正极材料具有优良的电化学性能；其通过对合成的尖晶石型limn2o4材料进行改性，改善了材料的化学稳定性与结构稳定性；而选取与mn3+半径相近的co离子进行掺杂，改善了晶格的无规则状态，增强尖晶石结构的稳定性；由于co离子的价态≤3，从而大大降低mn3+离子的含量，抑制jahn-teller效应，增加材料的循环稳定性；此外本发明的制备合成一清洁、绿色无污染，是环境相容性极佳的材料制备过程，同时本发明合成出的锂离子电池正极材料具有比容量高、循环性能好等优点。
具体实施方式
下面对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明实施例提供的一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法，其具体方法如下：
步骤一：将2mol/l的mnso4·h2o溶液，1mol/l的nh4hco3溶液以及1mol/l的nh3·h2o溶液加入到反应器中，以800rpm/min速度搅拌并将反应体系的温度控制在28度，ph值控制在11；在此条件下析出带有颗粒状的mnco3反应液；所述nh4hco3溶液能够用c2h3n2溶液或ch3cooh溶液替代；
步骤二:将步骤一析出的带有颗粒状的mnco3反应液经固液分离、洗涤与干燥后得到mnco3粉末；
步骤三：将步骤二得到的mnco3粉末放入马弗炉内，温度设定560℃并预烧4h，将mnco3热分解为mn2o3；
步骤四：将步骤三得到的mn2o3放入烧杯中加入少量去离子水，混合制成浆状溶液，之后将烧杯放置在磁力搅拌器上并逐渐滴加0.5mol/l的coso4溶液与2mol/l的lioh溶液，充分搅拌，使生成的co(oh)2沉淀能够包覆在球形mn2o3颗粒表面；
步骤五：将步骤四得到的包覆了co(oh)2的mn2o3与2mol/l的li2co3溶液湿法混合均匀，之后放入烧炉中，通入空气，温度设定在750℃，烧结24h，最后将烧结后的材料自然冷却即得到limn2o4正极材料；所述得到的limn2o4正极材料中含有2％的co。
本发明提供一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法，其通过对合成的尖晶石型limn2o4材料进行改性，改善了材料的化学稳定性与结构稳定性；而选取与mn3+半径相近的co离子进行掺杂，改善了晶格的无规则状态，增强尖晶石结构的稳定性；由于co离子的价态≤3，从而大大降低mn3+离子的含量，抑制jahn-teller效应，增加材料的循环稳定性；此外本发明的制备合成一清洁、绿色无污染，是环境相容性极佳的材料制备过程，同时本发明合成出的锂离子电池正极材料具有比容量高、循环性能好等优点。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。