本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料領(lǐng)域,特別是一種摻鈮的高壓實高容量錳酸鋰及其制備方法。
背景技術(shù):
目前工業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池壓實一般為2.8-3.0g/cm3,鋰電池采用的正極材料主要是鈷酸鋰,而鈷酸鋰成本較高,且有毒性。而錳酸鋰正極材料與鈷酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰等傳統(tǒng)正極材料相比,具有安全性能好,循環(huán)性能、倍率性能優(yōu)越,高壓實高容量電池配組容易等優(yōu)勢。
錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一,相比鈷酸鋰等傳統(tǒng)正極材料,錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn),是理想的動力電池正極材料,但其較差的循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性卻大大限制了其產(chǎn)業(yè)化。錳酸鋰主要包括尖晶石型錳酸鋰和層狀結(jié)構(gòu)錳酸鋰,其中尖晶石型錳酸鋰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),如今市場產(chǎn)品均為此種結(jié)構(gòu)。尖晶石型錳酸鋰屬于立方晶系,fd3m空間群,理論比容量為148mah/g,由于具有三維隧道結(jié)構(gòu),鋰離子可以可逆地從尖晶石晶格中脫嵌,不會引起結(jié)構(gòu)的塌陷,因而具有優(yōu)異的倍率性能和穩(wěn)定性。目前,錳酸鋰在高容量下壓實較低,本發(fā)明關(guān)鍵通過摻鈮來提高壓實密度。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種摻鈮的高壓實高容量錳酸鋰,以達(dá)到提高錳酸鋰容量的壓實密度。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種摻鈮的高壓實高容量錳酸鋰,該摻鈮的高壓實錳酸鋰的化學(xué)式為:lixmnynbzo(x+3.5y+5z)/2,其中0.54≤x/y≤0.55,0.0045≤x/y≤0.0053且x﹥0,y﹥0,z﹥0。
優(yōu)選的,摻鋁的錳酸鋰呈顆粒狀,其粒徑分布為:d50=13~17μm,d10=3~6μm,d90=25~38μm。
本發(fā)明還提出了一種摻鈮的高壓實高容量錳酸鋰的制備方法,其包括如下步驟:
(1)將二氧化錳、碳酸鋰、鈮的化合物按一定比例混合均勻;
(2)稱取一定量的二氧化錳、碳酸鋰、鈮的化合物混合物至于匣缽中;
(3)將裝有匣缽的物料放置在窯爐里進(jìn)行燒結(jié),設(shè)置一定的燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間、通氣量(空氣);
(4)燒結(jié)完后,過篩、除鐵,得到摻鈮的高壓實錳酸鋰。
優(yōu)選的,上述步驟(1)中,二氧化錳、碳酸鋰、鈮的化合物中l(wèi)i:mn摩爾比為0.545±0.005,:nb:mn摩爾比為0.0049±0.0004。
優(yōu)選的,上述步驟(2)中,匣缽尺寸為:330*330*100或者320*320*
聲明:
“摻鈮的高壓實高容量錳酸鋰及其制備方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)