[0024]图2为实施例1所对应的Ni。.25Mn0.75C03前驱体的扫描电镜(SEM)图。
[0025]图3为实施例1所对应的LiNitl.5MnL504正极材料的扫描电镜(SEM)图。
[0026]图4为实施例2所对应的镍锰酸锂材料的IC倍率充放电曲线。
[0027]图5为实施例3所对应的镍锰酸锂材料的X射线衍射图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，下述实施例仅用于说明本发明，但并不用于限定本发明的实施范围。
[0029]实施例1:
[0030]将6.22g (0.025mol)醋酸镍(Ni (CH3COO) 2.4H20)和 12.98g (0.075mol)醋酸锰(Mn(CH3COO)2)溶于50ml乙醇中，金属离子总浓度为2.0M，按尿素与金属离子的摩尔比为2.5:1 加入 15.02g(0.25mol)尿素，磁力搅拌 30min 后再加入 0.08g CTAB 和 0.16g PVP，将此混合溶液磁力搅拌2小时后转移至有聚氟乙烯内衬的高压反应釜中，密封后于160°C反应12小时，自然冷却至室温，将所得沉淀离心，洗涤，干燥后，制得Nia25Mna75CO^驱体。其形貌如图2所示，为由一次片状颗粒组成的絮花状类球形二次颗粒。
[0031 ] 将所得Ni。.25Mn0.750)3前驱体先在500 °C预烧3小时后，再将其与Li 2C03按L1: (Ni+Mn) = 1.03:2(摩尔比)混合均匀后，在空气中750 °C煅烧15小时，待自然冷却研磨后即得所述LiNia5Mnh5O4正极材料。其形貌如附图3所示，基本保持了前驱体的类球形形貌，为由八面体一次颗粒组成的类球形团聚体。
[0032]实施例2:
[0033]将6.54g(0.0225mol)硝酸镍(Ni (NO3)2.6H20)和 16.88g(0.0675mol)硝酸锰(Mn(NO3)2.4Η20)溶于60ml乙二醇中，金属离子总浓度为1.5M，按尿素与金属离子的摩尔比为1.5:1加入8.llg(0.135mol)尿素，磁力搅拌30分钟后再加入0.05g CTAB和0.15g PVP，将此混合溶液磁力搅拌2小时后转移至有聚氟乙烯内衬的高压反应釜中，密封后于165°C反应15小时，自然冷却至室温，将所得沉淀离心，洗涤，干燥后，制得驱体。
[0034]将所得Nitl.25Mn0.75(:03前驱体先在500 °C预烧3小时后，再将其与LiNO 3按L1: (Ni+Mn) = 1.07:2(摩尔比)混合均匀后，在空气中780°C下煅烧12小时，待自然冷却研磨后即得所述LiNia5Mr^5O4正极材料。将此材料与乙炔黑、PTFE按质量比80:15:5混合超声后搅拌，辊压，放入烘箱120°C保温半小时得到正极片，以金属锂片作为对电极，lmol/LLiPF6/DMC+EMC+EC(体积比为1:1:1)为电解液，在充满氩气的手套箱内装配制成扣式电池。图4为该电池在IC倍率下的充放电曲线，IC放电比容量可达130.4mAh/g。
[0035]实施例3:
[0036]将4.98g(0.02mol)醋酸镍(Ni (CH3COO)2.4H20)和 10.38g(0.06mol)醋酸锰(Mn(CH3COO)2)溶于80ml乙二胺中，金属离子总浓度为1.0M，按尿素与金属离子的摩尔比为2:1加入9.61g(0.16mol)尿素，磁力搅拌30分钟后再加入0.04g CTAB和0.12g PVPjfltk混合溶液磁力搅拌2小时后转移至有聚氟乙烯内衬的高压反应釜中，密封后于170°C反应10小时，自然冷却至室温，将所得沉淀离心，洗涤，干燥后，制得Nia25Mna75CO3前驱体。
[0037]将所得Nia25Mna75CO3前驱体先在500°C预烧3小时后，再将其与L1H.H 20按L1: (Ni+Mn) = 1.05:2(摩尔比)混合均匀后，在空气中800°C下煅烧12小时，待自然冷却研磨后即得所述LiNia5Mnh5O4正极材料。其X射线衍射图如图5所示，所有衍射峰均与标准LiNia 5MnL504 (JCPDS卡片号80-2162)的衍射峰一致，说明样品为立方尖晶石结构，Fd_3m空间群，各衍射峰较强且尖锐，说明材料结晶良好，且无LixNihO杂相出现。
[0038]本发明未尽事宜为公知技术。
【主权项】
1.一种类球形镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征为包括以下步骤: (1)根据LiNia5Mr^5OJt学计量比称取可溶性锰盐和镍盐溶于有机溶剂中，其中金属离子的总浓度为0.2-2 M ； (2)在步骤(I)的混合溶液中加入尿素，其中尿素与金属离子的摩尔比为1:1~8:1，磁力搅拌30min后再加入CTAB与PVP，将此混合溶液磁力搅拌I?3小时后转移至有聚氟乙烯内衬的高压反应釜中，密封后于150~180°C反应8~20小时，自然冷却至室温，将所得沉淀离心，洗涤，干燥后，制得Nia25Mna 75C03前驱体，其中CTAB与PVP的质量比为1:3~2: 1，二者总质量为Nia25Mna75CO3理论生成质量的1%~6% ； (3)将步骤(2)所得Nia25Mna75CO3前驱体先在500°C预烧2?4小时后，再将其与锂源化合物混合均匀后，在空气中700~850°C下煅烧8~20小时，待自然冷却研磨后即得所述LiNi0.5MnL 504正极材料；其中，锂源化合物和镍锰前驱体Ni 0.25Mn0.75C(V混合时的摩尔比为Li: (Ni+Mn)= (1-1.1):2。
2.如权利要求1所述的类球形镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征为所述的可溶性镍盐为硝酸镍、氯化镍或醋酸镍中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的类球形镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征为所述的可溶性锰盐为硝酸锰、氯化锰或醋酸锰中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的类球形镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征为所述的有机溶剂为甲醇、乙醇和乙二醇中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的类球形镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征为所述的锂源化合物为氢氧化锂、碳酸锂和硝酸锂中的一种或多种。
【专利摘要】本发明为一种类球形镍锰酸锂正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）根据LiNi0.5Mn1.5O4化学计量比称取可溶性锰盐和镍盐溶于有机溶剂中，其中金属离子的总浓度为0.2~2 M；（2）以尿素为均匀沉淀剂，CTAB和PVP为双模板剂，通过一步溶剂热反应制得絮花状类球形Ni0.25Mn0.75CO3前驱体，再经高温锂化制得类球形镍锰酸锂正极材料。本发明采用阴离子型表面活性剂CTAB与非离子型高分子化合物PVP为双模板剂来控制得到絮花状类球形前驱体颗粒，该种形貌颗粒具有较大的比表面积，而且片与片之间有很多孔隙，有利于随后锂化过程中与锂源的接触与渗透，可使锂化温度大大降低。
【IPC分类】H01M4-505, H01M4-525
【公开号】CN104538623
【申请号】CN201510026386
【发明人】王丽, 刘贵娟, 郅晓科, 陈丹, 梁广川
【申请人】河北工业大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月20日