[發明專利]鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法

無效

• 申請號: 201210164082.4
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102723474A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 孫琦;張連君;孫慧英
• 申請（專利權）人: 青島乾運高科新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鋰離子電池正極材料技術領域，具體涉及一種鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法。?

背景技術

鋰錳氧化物因錳資源豐富、價格低廉、環境友好和安全性高等特點被公認為是用于電動汽車或混合電動汽車電源最有前途的鋰離子二次電池正極材料之一。鋰錳氧化物作為鋰離子二次電池正極材料的最大缺點是容量衰減較為嚴重。目前，人們主要從優化合成工藝、摻雜不同的元素、表面修飾和尋找合適的電解液等方面，致力于改善其循環穩定性的研究。眾所周知，粉體的形貌對材料的合成和性能有重要的影響。通常，普通高溫固相法合成的材料顆粒大小不一，呈多面體，結晶不完整。在反應過程中，多面體原料之間反應路徑不一，微觀結構組成存在差異，材料中出現表層“富鋰”和中心“缺鋰”的不同組分。材料組成的不一致，帶來了材料的結構缺陷，這嚴重影響了材料的結構穩定性和電化學充放電性能。因此，合成類球形的錳酸鋰可以提高材料的性能。?

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠控制顆粒形貌、材料組成一致，材料的組成結構均勻、提高材料的結構穩定性和電化學充放電性能的鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法。?

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：?

(1)、按照配比稱量碳酸鋰和氫氧化鋁放入立式攪拌球磨機中；?

(2)、往球磨機中加入適量的水開動攪拌開始球磨；?

(3)、待碳酸鋰的粒度磨到一定要求后，按配比加入電解二氧化錳繼續攪拌一段時間；?

(4)、放料，將物料放入烘箱中干燥；?

(5)、待干燥完成后，用造粒機解碎；?

(6)、對解碎的物料進行噴霧造粒干燥；?

(7)、充分干燥后進行煅燒。?

上述的鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法，鋰錳摩爾配比為0.55-0.65，摻雜的氫氧?化鋁質量為碳酸鋰質量的10％-15％。?

上述的鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法，碳酸鋰的粒度磨到D50，0.3-1.0微米。?

上述的鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法，加入電解二氧化錳繼續攪拌時間為10-60min。?

上述的鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法，放料，將物料放入烘箱中干燥，干燥溫度設置為150-250℃。?

上述的鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法，：所述煅燒設置二次，一次煅燒是在2h從室溫升溫至350℃，在該溫度下保溫2h，接著1h升至600℃保溫3h，再1h升至830℃保溫3h，再1h升至950℃保溫3h，然后2h降至650℃保溫12h，最后自然降溫，二次煅燒是在2h升至650℃保溫26h自然降溫。?

本發明鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的制備方法的優點是：碳酸鋰的粒度磨到D50，0.3-1.0微米，并且加入二氧化錳繼續攪拌，提高了均勻程度，有效保證了粒度的大小均勻，結晶完整，使得材料的性能提高，并且制備工藝簡單，得到的產物均勻，提高了材料的合成效果有效保證了材料的結構穩定性和電化學充放電性能。?

附圖說明

圖1為類球形錳酸鋰的SEM圖；?

圖2為類球形錳酸鋰的粒度分布圖；?

圖3為本發明鋰離子正極材料類球形錳酸鋰的首次充放電曲線圖。?

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細說明；?

實施例1：?

(1)、稱量508g碳酸鋰72g氫氧化鋁倒入立式攪拌球磨機中，加入適量水開始攪拌。?

(2)、碳酸鋰磨到大約D50為0.6um時，加入電解二氧化錳1992g，繼續攪拌40min后放料。?

(3)、將物料干燥后倒入自動造粒機中解碎。?

(4)、對解碎的物料進行噴霧造粒，并將顆粒于150℃干燥。?

(5)、將干燥后的物料燒結：燒結設置二次，一次煅燒是在2h從室溫升溫至350℃，在該溫度下保溫2h，接著1h升至600℃保溫3h，再1h升至830℃保溫3h，再1h升至950℃保溫3h，然后2h降至650℃保溫12h，最后自然降溫，二次煅燒是在2h升至650℃保溫26h自然降溫。?

(6)、將粉體過篩做各項性能測試，結果如圖1-2所示。?

實施例2：?

(1)、稱量486g碳酸鋰58g氫氧化鋁倒入立式攪拌球磨機中，加入適量水開始攪拌。?