[發明專利]一種高溫循環錳酸鋰的制備方法無效

申請號：	201110036447.0	申請日：	2011-02-12
公開（公告）號：	CN102050496A	公開（公告）日：	2011-05-11
發明（設計）人：	李述中;龐景森;楊書廷;王濤;劉建友;常敬杭;段愛梅;林玉燕;劉培龍;梁澤花;郝燕	申請（專利權）人：	新鄉市中科科技有限公司;新鄉市格瑞恩新能源材料股份有限公司
主分類號：	C01G45/12	分類號：	C01G45/12
代理公司：	新鄉市平原專利有限責任公司 41107	代理人：	毋致善
地址：	453002 河南***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高溫循環錳酸鋰制備方法
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【說明書】：

技術領域：

本發明涉及一種鋰離子電池正極材料的制備方法，特別是一種高溫循環錳酸鋰的制備方法。

背景技術：

目前鋰離子電池使用的活性正極材料主要為鈷酸鋰，由于鈷資源少、價格高，雖然合成容易仍不利于鋰離子電池的推廣應用，由于鈷酸鋰安全性能差，在動力電池大規模應用方面更受到很大限制；安全廉價的錳酸鋰電池具有鎳氫和鈷酸鋰電池所無法比擬的優越性能，3.7V錳酸鋰在充電狀態下的熱分解溫度比鈷酸鋰高200℃(充電狀態下的分解溫度約為430℃?)，熱穩定性非常好，被公認為電動汽車最為實用的電極材料。以錳酸鋰為正極的大容量動力電池，由于其豐富的資源特性以及良好的安全性，預計將在能源、交通、環保、通訊、航天航空以及海洋等領域具有重要的應用價值。目前合成尖晶石錳酸鋰的主要方法可分為固相法和液相法兩種。固相法通常是將錳鹽(如二氧化錳等)和鋰鹽(如碳酸鋰等)經充分混合后，在600℃-850℃的高溫下經長時間鍛燒而成，普通固相法所制備的錳酸鋰顆粒不均勻，形貌不規則，產品容量衰減快。采用液相法可以解決固相法制備中的一些缺點，如溶膠凝膠法、水熱法等制備的錳酸鋰具有較一致的顆粒尺寸分布，并且具有一定的顆粒形貌和尺寸可控性，但液相法常常要使用昂貴的反應試劑、需要較長的干燥時間、并伴隨復雜的反應過程，因此液相法生產工藝條件不易控制，生產成本較高，不適宜工業生產。另外，錳酸鋰本身的高溫循環性能較差，為了克服上述缺點，本行業急需尋找合成高溫循環型錳酸鋰的新方法。

發明內容：

本發明目的是提供一種工藝簡單和適合工業化生產且制成的錳鋰化合物產品性能一致性好、比能量高及高溫循環充放電性能好的高溫循環錳酸鋰的制備方法。實現本發明目的的技術方案是，一種高溫循環錳酸鋰的制備方法，其特征在于有以下步驟：﹙1﹚將鋰源和Zn?、Mg、Al、Cr、Nd?和Ce元金屬素中的一種或兩種以上混合金屬元素放入球磨機中混合均勻，鋰與所述金屬元素的摩爾比為1：0<—0.05?；﹙2﹚將錳源和硫、氟中的一種或兩種放入球磨機中球磨混合均勻，錳與氟或硫的摩爾比為1.95：0.05；﹙3﹚將上述步驟﹙1﹚和﹙2﹚的混合物料按鋰錳元素的摩爾比1.00-1.06：1.98-1.96配成物料A后置于球磨機中與分散劑球磨混勻，分散劑的加入量為物料A質量的5%?；﹙4﹚將上述步驟﹙3﹚的產物在馬弗爐空氣氣氛中煅燒6-36小時，煅燒溫度為550-1000℃，制成鋰離子電池正極錳酸鋰材料。所述分散劑為聚乙烯醇、羧甲基纖維素、或聚乙二醇。本發明與現有技術比較具有工藝簡單適合工業化生產且所制成的產品性能一致性好、比能量高及高溫循環充放電性能好的顯著優點。

具體實施方式：

本發明的原理是，利用鋰源和錳源反應和聚乙烯醇等有機物的分散作用，將改善循環的金屬元素和提高容量的陰離子如氟摻入到LiMn₂O₄晶格里面，從而得到高溫循環性能優良的錳酸鋰。

本發明有以下實施例：

【實施例1】

﹙1﹚、將鋰源、釹源按照鋰釹摩爾比為1:0.02配料，在球磨機中球磨混合均勻。

﹙2﹚、將錳源、硫源按照錳硫摩爾比1.98:0.05配料，在球磨機中球磨混合均勻。

﹙3﹚、將上述步驟﹙1﹚和﹙2﹚的物料按鋰錳元素的摩爾比1.00：1.98配料后置于球磨機中與聚乙烯醇球磨混勻，聚乙烯醇的加入量為上述配料質量的?5%。

﹙4﹚、將第3步產物在空氣氣氛中于550℃灼燒，燒結時間為36h，得到最終產物。

【實施例2】

（1）、將鋰源、鈮源按照鋰鈮摩爾比為1:0.02配料，在球磨機中球磨混合均勻。

﹙2﹚、將錳源、硫源按照錳硫摩爾比為1.98:0.05配料，在球磨機中球磨混合均勻。

﹙3﹚、將上述步驟﹙1﹚和﹙2﹚的物料按鋰錳元素的摩爾比1.01：1.98配料后置于球磨機中與聚乙烯醇球磨混勻，聚乙烯醇的加入量為上述配料質量的?5%。