[發(fā)明專利]濕法混料生產(chǎn)鋰電池正極材料錳酸鋰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310440289.4
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103490056A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 陳思偉;胡詩為;金和山;蘇華彬;段平安
• 申請（專利權）人: 四川國理鋰材料有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 楊剛

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋰電池正極材料錳酸鋰的生產(chǎn)方法，具體涉及一種采用濕法混料生產(chǎn)鋰電池正極材料錳酸鋰的方法。

背景技術

目前國內(nèi)外的錳酸鋰生產(chǎn)工藝主要以固相混合高溫合成法為主，所采用的錳源基本為電解MnO₂，鋰源有Li₂CO₃、LiOH·H₂O和LiNO₃等。傳統(tǒng)的固相混合過程中，由于原料的粒度不同、硬質(zhì)不同、比重不同等因素，會導致原料在混合的時候出現(xiàn)混合不夠均勻的現(xiàn)象，進而影響制備的錳酸鋰的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術中生產(chǎn)錳酸鋰的原料混合不均勻的問題，本發(fā)明提供一種采用濕法混料生產(chǎn)鋰電池正極材料錳酸鋰的方法，該方法采用固相MnO₂做錳源，LiOH溶液做鋰源，以達到LiOH與MnO₂混合均勻。

為了達到上述的技術效果，本發(fā)明采取以下技術方案：

一種濕法混料生產(chǎn)鋰電池正極材料錳酸鋰的方法，包括以下步驟：

步驟一：將LiOH·H₂O溶解后制備LiOH溶液；

步驟二：配料：將MnO₂加入步驟一的LiOH溶液中，得到固液混合物；

步驟三：前期蒸發(fā)：將步驟二的固液混合物在攪拌狀態(tài)下加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)至出現(xiàn)晶體；

步驟四：加入粘合劑及后期蒸發(fā)：向步驟三中加入粘合劑，在攪拌狀態(tài)下加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)至有明顯膠體出現(xiàn)并溶液完全蒸干；

步驟五：一次燒結(jié)并進行破碎篩分，將步驟四所得混合物進行一次燒結(jié)后，并進行破碎篩分；篩分采用100～200目的篩網(wǎng)進行篩分，取篩下物。

步驟六：二次燒結(jié)并進行破碎篩分，將步驟五所得物質(zhì)進行二次燒結(jié)后，并進行破碎篩分。篩分采用100～200目的篩網(wǎng)進行篩分，取篩下物。

步驟七：除鐵：將步驟六獲得產(chǎn)品通過除鐵器除鐵。

在上述的方法中，所述的LiOH·H₂O與MnO₂的摩爾比為（0.8:2）～（1.3:2）。

在上述的方法中，所述的粘合劑為聚乙烯醇。

在上述的方法中，所述的聚乙烯醇與LiOH·H₂O的質(zhì)量之比為1：（5～7）。

在上述的方法中，所述的一次燒結(jié)具體操作為將步驟三所得的混合物按照1～3℃/min的升溫速率升溫至680～850℃，并保溫7～16h，然后按照1～3℃/min的降溫速率降至80～300℃，再自然冷卻。

在上述的方法中，所述的第二次燒結(jié)具體操作為將步驟四所得的物質(zhì)按照1～3℃/min的升溫速率升溫至680～900℃，并保溫7～16h，然后按照1～3℃/min的降溫速率降至80～300℃，再自然冷卻。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的有益效果：

（1）本發(fā)明制備錳酸鋰的方法先制備LiOH溶液，加入固相的MnO₂為晶核，LiOH·H₂O晶體從LiOH溶液中析出，并在MnO₂顆粒表面生長，以達到LiOH和MnO₂充分混合均勻，克服了固相混料混合不均勻的現(xiàn)象，改善了原料混合的均勻度，從而可以提高錳酸鋰產(chǎn)品的質(zhì)量。

（2）采用本方法制備的錳酸鋰，克容量達到了128mAh/g，比普通固相混合高溫合成法獲得的錳酸鋰克容量更高。

附圖說明

圖1為濕法混料生產(chǎn)鋰電池正極材料錳酸鋰的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明的實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的闡述和說明。

實施例1：

根據(jù)Li:Mn的摩爾比=0.8:2的比例進行實驗，稱取170gLiOH·H₂O，溶于水，過濾得到澄清的LiOH溶液。

稱取880gMnO₂加入到所得的澄清的LiOH溶液中。攪拌并加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)至表面有晶體出現(xiàn)的時候，加入25g聚乙烯醇，繼續(xù)攪拌蒸發(fā)至溶液完全蒸干。

將所得的混合物以3℃/min的升溫速率升溫到850℃，在850℃下保溫16h后以1℃/min的降溫速率降溫至80℃，自然冷卻到常溫后，破碎過200目篩。取篩下物以3℃/min的升溫速率升溫到690℃，在690℃下保溫16h后以1℃/min的降溫速率降溫至80℃，自然冷卻到常溫后，破碎后過200目篩。取篩下物通過除鐵器除鐵以后，得到產(chǎn)品。