[發明專利]一種鋰離子電池正極材料錳酸鋰及其制備方法

無效

• 申請號: 201210286541.6
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN103594695A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 向興德;王媛;李偉善;馮岸柏;馮洪亮;胡清平;井明召;嚴艷明
• 申請（專利權）人: 深圳華粵寶電池有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種鋰離子電池正極材料錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）采用水熱合成法制備得到MnO₂納米線；

（2）將MnO₂納米線與鋰源化合物進行固相反應，制備得到LiMn₂O₄。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述水熱合成法為：

（1’）將錳鹽和過硫酸鹽氧化劑的水溶液混合，然后進行反應，洗滌，過濾并干燥，得到MnO₂納米線。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述方法為：

（2’）將MnO₂納米線與鋰源化合物溶于水中，攪拌混合均勻后，干燥，將干燥后的物料升溫到至少600℃反應。

4.如權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述錳鹽選自氯化錳、硝酸錳、硫酸錳或乙酸錳中的一種或者至少兩種的混合物，優選乙酸錳；

優選地，所述過硫酸鹽氧化劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉中的一種或者至少兩種的混合物，優選過硫酸銨。

5.如權利要求2-4之一所述的方法，其特征在于，所述錳鹽和過硫酸鹽氧化劑的摩爾比為0.5～1.5:0.5～1.5，優選0.8～1.2:0.8～1.2，進一步優選1:1；

優選地，步驟（1’）所述反應的溫度為120～200℃，優選130～190℃，進一步優選140～180℃；

優選地，步驟（1’）所述反應的時間為6～18h，優選8～16h，進一步優選10～16h；

優選地，步驟（1’）所述干燥的溫度為80～120℃，優選90～110℃，進一步優選100℃；

優選地，步驟（1’）所述干燥的時間為8～15h，優選9～12h，進一步優選10h。

6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述鋰源化合物選自鋰鹽、鋰的氫氧化物或鋰的氧化物中的一種或者至少兩種的組合，優選自氫氧化鋰、氯化鋰、碘化鋰、硝酸鋰、亞硝酸鋰、硫酸鋰、碳酸鋰、碳酸氫鋰、醋酸鋰、氧化鋰、甲酸鋰、檸檬酸鋰、溴化鋰、叔丁醇鋰、苯甲酸鋰、磷酸鋰、磷酸氫二鋰或過氧化鋰中的一種或者至少兩種的混合物，優選氫氧化鋰；

優選地，所述MnO₂納米線與鋰源化合物的摩爾比為2:1～1.1，優選2:1～1.05，進一步優選2:1或2:1.05。

7.如權利要求3-6之一所述的方法，其特征在于，步驟（2’）所述干燥的溫度為50～90℃，優選55～85℃，進一步優選60～80℃；

優選地，步驟（2’）升溫速率為1～10℃/min，優選1～8℃/min，進一步優選1～5℃/min。

8.如權利要求3-7之一所述的方法，其特征在于，步驟（2’）升溫至600～1000℃反應，優選600～900℃，進一步優選650～850℃；

優選地，步驟（2’）所述反應的時間為6～18h，優選8～16h，進一步優選10～16h。

9.如權利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1”）將摩爾比1:1的乙酸錳和過硫酸銨的混合溶液置于反應壺中，在120℃～200℃反應6～18h，洗滌，過濾并干燥，得到MnO₂納米線；

（2”）將MnO₂納米線和氫氧化鋰按摩爾比為2:1～1.05加入去離子水中，磁力攪拌，在60℃～80℃下干燥后，以1～5℃/min的速率將干燥物加熱至600℃～900℃，反應8～16h，得到LiMn₂O₄。

10.一種如權利要求1-9之一所述方法制備得到的鋰離子電池正極材料錳酸鋰，其特征在于，所述錳酸鋰為顆粒狀、方形或棒狀中的任意一種。