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摘要:本发明公开了一种高放电比容量镍锰酸锂正极材料及其制备方法,涉及锂离子电池材料技术领域。本发明在制备高放电比容量镍锰酸锂正极材料时,先将硫酸锰、硫酸镍与沉淀剂溶液混合进行共沉淀,制得镍锰碳酸盐前驱体;将碳酸锂、镍锰碳酸盐前驱体、氢氧化铝、氧化钌在氧气氛围下阶梯煅烧后再退火,制得铝钌掺杂镍锰酸锂;用聚吡咯包覆铝钌掺杂镍锰酸锂制得高放电比容量镍锰酸锂;将高放电比容量镍锰酸锂、涂碳铝箔、复合粘结剂、导电剂组装制得高放电比容量镍锰酸锂正极材料。本发明制得的高放电比容量镍锰酸锂正极材料具有高充放电比容量、高低温循环寿命、良好的倍率性能。
主权项:1.一种高放电比容量镍锰酸锂正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:(1)将硫酸锰、硫酸镍按摩尔比为3:1加入纯水中配成2molL的溶液,在氮气气氛下,用蠕动泵输入液相搅拌反应釜中,再用蠕动泵将沉淀剂溶液输入液相搅拌反应釜中,加入体积比为1:1.2,在50~55℃,50~60rmin,控制沉淀剂溶液加入速度,保持pH为8.1,沉淀剂溶液全部添加完毕后再反应18~20h,过滤,在80~90℃真空干燥8~10h,制得镍锰碳酸盐前驱体;(2)将碳酸锂、镍锰碳酸盐前驱体、氢氧化铝、氧化钌按质量比为1:5.73~5.75:0.09~0.11:0.1~0.11充分混合,倒入研钵中研磨1~1.5h,在氧气气氛下进行阶梯煅烧,制得铝钌掺杂镍锰酸锂;(3)将铝钌掺杂镍锰酸锂、吡咯、十二烷基苯磺酸钠、纯水按配方混合均匀,超声分散10~12min,在冰水浴,100~150rmin,5~6滴每秒滴加与纯水质量相等的20gL的氯化铁溶液,滴加完成后反应12~15h,过滤,纯水洗涤3~5次,在60~70℃真空干燥10~12h,制得高放电比容量镍锰酸锂;(4)将高放电比容量镍锰酸锂与导电剂分别倒入研钵中研磨30~40min,将高放电比容量镍锰酸锂、导电剂、复合粘结剂按质量比为8:1:1混合均匀,倒入球磨罐,使用高速摆振球磨机搅拌10~15min,均匀涂抹在涂碳铝箔上,在60℃真空干燥3~4h,再在120℃真空干燥10~12h,制得高放电比容量镍锰酸锂正极材料;所述铝钌掺杂镍锰酸锂为有序的P4332空间群结构;所述阶梯煅烧为在180~200℃煅烧1~1.5h,350~370℃煅烧1.5~2h,550~570℃煅烧1~1.5h,900℃煅烧20h,降温至700℃退火10~12h,煅烧过程中升温速率为10℃min;所述复合粘结剂是将瓜尔胶、O-羧甲基壳聚糖、纯水按质量比1:4:30混合均匀,在70~80℃,200~300rmin搅拌至溶解,自然冷却至室温制得;所述O-羧甲基壳聚糖的取代度为60%~70%。
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