[發明專利]鋰離子電池用單晶鋰錳氧化物及其制備方法

有效

• 申請號: 201010205239.4
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN101841018A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 唐朝輝;王志興;彭文杰;袁榮忠;蔣湘康
• 申請（專利權）人: 湖南杉杉新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/1391;C30B29/22;C30B1/10;C30B1/02
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 趙靜華

1.一種鋰離子電池用單晶鋰錳氧化物，其特征在于，是化學式為Li(Mn_2-x-y-zLi_xM1_yM2_z)O₄的Li、M1、M2的至少三種元素摻雜的純尖晶石型；其比表面積為0.2～0.6m²/g；振實密度為1.5～2.5g/cm³之間；式中的M1與M2為Fe、Co、Al、Ca、Mg、Ti、Cr、Ni、Y中的任意一種元素組成；式中的0.05≤x≤0.15，0.01≤y≤0.1，0.01≤z≤0.1）。

2.一種權利要求1所述的鋰離子電池用單晶鋰錳氧化物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將原料電解二氧化錳（EMD）和碳酸鋰（Li₂CO₃），以及摻雜金屬M1、M2的氧化物：Fe、Co、Al、Ca、Mg、Ti、Cr、Ni或Y中的一種，按分子式Li(Mn_2-x-y-zLi_xM1_yM2_z)O₄；0.05≤x≤0.15，0.01≤y≤0.1，0.01≤z≤0.1的比例加入到混料罐中混合1-5小時，混合均勻；

（2）第一段燒結：在燒結溫度為800-1200℃，恒溫燒結5-20小時；使摻雜物經高溫方式進入晶格，形成單晶顆粒，降低單晶鋰錳氧化物材料的比表面積；

（3）將經第一段燒結的單晶顆粒球磨破碎進行粉體處理，經100-300目過篩，得到粒度為3-15微米的單晶顆粒；

（4）第二段燒結：在溫度為400-800℃，恒溫燒結5-20小時；用于材料的低溫退火，消除第一段燒結過程中可能產生的氧缺陷，使其完全結晶，得到晶型完整的尖晶石型單晶鋰錳氧化物LiMn₂O₄；

（5）將燒結后的單晶顆粒球磨破碎進行粉體處理，經200-400目過篩，得到D50為6～12微米的單晶顆粒。