[发明专利]一种高温稳定的尖晶石锰酸锂-泡沫铝电极材料及制备方法

摘要

本发明提供一种高温稳定的尖晶石锰酸锂‑泡沫铝电极材料及制备方法，采用泡沫铝作为电极材料的三维导电骨架，先对泡沫铝进行表面改性处理，使泡沫铝表面形成无机‑有机表面增强界面，然后将锂离子源和锰离子源的淀粉溶液加入泡沫铝分散液中搅拌均匀，使得锂离子和锰离子均匀的渗入到泡沫铝孔隙中，然后经过烧结，获得尖晶石锰酸锂‑泡沫铝电极材料。本发明提供的方案有效解决了现有技术中锰酸锂和泡沫铝的接触不均匀问题，实现了得到的锰酸锂尖晶石锰酸锂‑泡沫铝电极材料更为均匀，质量稳定，大幅提升目前锂电池的高温储存和循环稳定性的技术效果。进一步本发明提供的方案清洁、环保，原料成本低廉、安全，便于大规模生产。

主权项

1.一种高温稳定的尖晶石锰酸锂‑泡沫铝电极材料的制备方法，其特征在于，采用泡沫铝作为电极材料的三维导电骨架，包括以下步骤：（1）将45‑48.5质量份的泡沫铝、45‑50质量份溶剂与1.5‑5质量份的偶联剂混合，机械搅拌均匀后静置1‑5小时，使所述偶联剂改性泡沫铝表面，再向其中加入0‑0.5质量份的分散剂，泡沫铝能够在溶剂中分散均匀，配制成分散的表面改性泡沫铝浆料；所述泡沫铝为球形泡沫铝，孔隙率不低于60%，所述泡沫铝的平均粒径为小于2 毫米；所述溶剂为N‑甲基吡咯烷酮、丙酮、乙醇中的一种；所述偶联剂溶液为钛酸酯、硅烷偶联剂中的任一种或两种以上的组合，偶联剂的浓度为 0.5‑2.5mol/L；所述分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠的任一种或两种的组合；（2）将15‑30质量份锂离子源、15‑30质量份锰离子源和40‑70质量份淀粉去离子水溶液混合，配制成锂、锰‑淀粉浆料，机械搅拌均匀，使锂离子和锰离子与淀粉均匀混合，得到锂、锰离子淀粉溶液；（3）将所述表面改性泡沫铝浆料和所述锂、锰离子淀粉溶液混合，倒入连续螺杆挤出机中挤压，使锂离子和锰离子附着在泡沫铝的表面，得到锂锰复合泡沫铝浆料，所述表面改性泡沫铝浆料与所述锂锰离子淀粉溶液的质量比为1:0.5‑2.5；所述连续螺杆挤出机的设置温度为60‑70℃，使淀粉在搅拌的过程中糊化，均匀的粘附在泡沫铝表面；（4）将所述锂锰复合泡沫铝浆料干燥分解，得到锂锰复合泡沫铝粉末，其中所述锂锰复合泡沫铝浆料干燥分解的方法为研磨干燥分解、喷雾干燥分解、高温真空干燥法中的任意一种；再经过真空煅烧，得到尖晶石锰酸锂‑泡沫铝电极材料；其中所述真空煅烧的煅烧温度为700‑760℃，升温速度为10‑30℃/h，煅烧时间为1‑2h。