[發(fā)明專利]一種錳酸鋰前驅(qū)體球形氫氧化錳的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110344396.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN102502850A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫朝軍;孫衛(wèi)華;李世輝;王錫芬;王大偉;魯海春;張春亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽亞蘭德新能源材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C01G45/02
• 分類號(hào): C01G45/02;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池材料領(lǐng)域，特別涉及一種錳酸鋰的前驅(qū)體球形氫氧化錳的制備方法。

背景技術(shù)

球形氫氧化錳主要應(yīng)用于以錳酸鋰為正極的鋰離子電池領(lǐng)域，是錳酸鋰的重要原料之一。而我國錳資源較豐富，價(jià)格相對(duì)鈷較便宜且用其制得的錳酸鋰電池對(duì)環(huán)境友好，安全性好。因此錳酸鋰被公認(rèn)為最有發(fā)展前景的新型綠色能源材料之一，而球形氫氧化錳又是它的前驅(qū)體之一。

同時(shí)，因?yàn)榍蛐晤w粒具有最低的孔隙度和相對(duì)小的滑動(dòng)摩擦因數(shù)，具有優(yōu)越的擴(kuò)展性和延展性，所以將氫氧化錳制成球形可使其具有較高的振實(shí)密度，由前驅(qū)體氫氧化錳與碳酸鋰混合，制得的錳酸鋰也具有較好的球形度和較高的振實(shí)密度，最終做成的電池也具有較高的比容量和較長的循環(huán)壽命。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種球形度較好且耐氧化性較強(qiáng)的錳酸鋰前驅(qū)體球形氫氧化錳的制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種錳酸鋰前驅(qū)體球形氫氧化錳的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

以純水為底液，溫度升至40～80℃；

加入氨水和堿液，調(diào)節(jié)底液的堿度和pH，使其分別維持在10～40和8.5～10.5；

然后加入底液體積的0.5～2.0％的防氧化劑，持續(xù)通入氮?dú)猓_啟攪拌，控制攪拌轉(zhuǎn)速在60～180r/min；

將錳鹽溶液、堿液和氨水并流加入底液中，在40～80℃發(fā)生沉淀反應(yīng)，此溫度下晶體生長速度較快，容易形成晶型顆粒。

控制反應(yīng)體系的料漿固含量、pH值和堿度，從而產(chǎn)生氫氧化錳晶核，晶核逐漸長大成為球形或類球形氫氧化錳結(jié)晶體。

反應(yīng)生成的氫氧化錳漿料經(jīng)洗滌壓濾機(jī)洗滌和真空干燥機(jī)干燥，得到球形氫氧化錳。

優(yōu)選地，所述錳鹽為硫酸錳、氯化錳或硝酸錳。

進(jìn)一步，所述錳鹽溶液的金屬離子濃度為60～140g/l。

優(yōu)選地，所述堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。

進(jìn)一步，所述堿液的質(zhì)量百分濃度為10～40％。

優(yōu)選地，所述防氧化劑為水合肼、抗壞血酸鈉、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述氨水的濃度為10～30％，通入氮?dú)獾牧髁繛?0～2000ml/min。

優(yōu)選地，所述沉淀反應(yīng)的終點(diǎn)時(shí)，溶液的pH值控制在10～13，堿度控制在15～45，漿料固含量控制在60～200g/l。

優(yōu)選地，所述洗滌采用50～80℃的熱去離子水洗滌至pH在8～10；所述干燥溫度為80～120℃。

較為完善的是，本發(fā)明制備的氫氧化錳呈規(guī)則球形，振實(shí)密度為1.5～2.5g/cm³，粒度為5～30um

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、反應(yīng)條件簡單易控，可以適應(yīng)工業(yè)化、連續(xù)生產(chǎn)。

2、可以通過調(diào)整反應(yīng)溫度、pH、堿度的大小和攪拌轉(zhuǎn)速等條件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品粒度和振實(shí)密度等進(jìn)行控制。

3、本發(fā)明采用并流加料方式，得到結(jié)晶性很好的氫氧化錳球形粉體，產(chǎn)品易于過濾洗滌，同時(shí)抗氧化能力較強(qiáng)。

附圖說明

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1是本發(fā)明得到的產(chǎn)品的電子掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

以純水為底液，溫度升至40℃，加入10％的氨水和15％的氫氧化鈉溶液，使底液堿度維持在10、pH維持在9.5。

然后加入體積比為0.5％的水合肼，持續(xù)通入20ml/min的氮?dú)猓_啟攪拌，控制攪拌轉(zhuǎn)速在80r/min。

將120g/l的硫酸錳溶液、15％的氫氧化鈉溶液和10％的氨水并流加入底液中，在40℃發(fā)生沉淀反應(yīng)，控制反應(yīng)體系的pH值在10，堿度控制在15，漿料固含量控制在100g/l。

料漿通過反應(yīng)容器頂部的溢流口溢流，反應(yīng)容器內(nèi)持續(xù)加入反應(yīng)原料，連續(xù)化生產(chǎn)。

漿料經(jīng)洗滌壓濾機(jī)反復(fù)洗滌壓濾，洗滌采用80℃的熱去離子水洗滌至pH為8。

在真空干燥機(jī)干燥，干燥溫度為120℃。

得到球形氫氧化錳，其振實(shí)密度為1.5g/cm³，粒度為5～10um。

產(chǎn)品的電鏡掃描圖如圖1所示，球形球貌較好，顆粒相對(duì)均勻，球形度好，球體表面光滑，顆粒流動(dòng)性好。

實(shí)施例2

以純水為底液，溫度升至80℃，加入20％的氨水和20％的氫氧化鉀溶液，使底液堿度維持在15、pH維持在8.5。