[發(fā)明專利]一種錳酸鋰基鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410029303.6
• 申請(qǐng)日: 2014-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103794751A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李興翠;池田一崇;王劍鋒;陳靜波;許國(guó)干;周羅成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通瑞翔新材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/131
• 分類號(hào): H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/62
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種錳酸鋰基鋰離子電池正極材料，其特征在于：所述錳酸鋰基鋰離子電池正極材料將不同粒徑的改性的錳酸鋰混合，再經(jīng)過(guò)表面修飾而得錳酸鋰成品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳酸鋰基鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）制備D50小于30微米的含有摻雜劑M的錳酸鋰材料A：將錳源物質(zhì)、鋰源物質(zhì)和摻雜劑M按照一定比例進(jìn)行混合，混合方法為干式混合或濕式混合，其中Li、Mn的摩爾比為0.46～0.65，摻雜劑M的摻量為物質(zhì)A的0.01～10?wt%；將混合均勻的物料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)主溫度控制在500℃～1250℃，主溫區(qū)燒結(jié)時(shí)間為5～45?h，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程是在空氣或者氧氣氛圍下進(jìn)行，通氣量控制范圍為2～40m³/h，將燒結(jié)后的物料經(jīng)破碎、粉碎、分級(jí)、除鐵、過(guò)篩等工藝處理，得到所需的錳酸鋰半成品A；

（2）制備D50小于A的含有摻雜劑M′的錳酸鋰材料B：將錳源物質(zhì)、鋰源物質(zhì)和摻雜劑M′按照一定比例進(jìn)行混合，混合方法為干式混合或濕式混合，其中Li、Mn的摩爾比為0.46～0.65，摻雜劑M′的摻量為物質(zhì)B的0.01～10?wt%；將混合均勻的物料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)主溫度控制在550℃～1250℃，主溫區(qū)燒結(jié)時(shí)間為5～45h，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程是在空氣或者氧氣氛圍下進(jìn)行，通氣量控制范圍為2～40m³/h，將燒結(jié)后的物料經(jīng)破碎、粉碎、分級(jí)、除鐵、過(guò)篩等工藝處理，得到所需的錳酸鋰半成品B；

（3）將兩種物質(zhì)混合，B的加入量為A物質(zhì)的質(zhì)量的1～50wt%，并且混合之后的物質(zhì)的粒度分布呈現(xiàn)出雙峰粒度分布，混合方式為濕式混合或者干式混合；

（4）將步驟（3）得到的混合均勻的錳酸鋰進(jìn)行包覆，所用的包覆材料為N，其摻量為錳酸鋰總量的0.01～20wt%，所用的包覆方法為干式包覆、濕式包覆或共沉淀包覆；

（5）將包覆好的錳酸鋰進(jìn)行燒結(jié)，采用分段式多溫區(qū)燒結(jié)，燒結(jié)主溫度控制在400℃～1150℃，主溫度的燒結(jié)時(shí)間為4～35?h，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程是在空氣或者氧氣氛圍下進(jìn)行，通氣量控制范圍為2～30?m³/h，將燒結(jié)后的物料經(jīng)破碎、粉碎、分散、分級(jí)、除鐵、過(guò)篩等工藝處理，得到所需的鈷酸鋰成品。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰基鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟步驟（1）和步驟（2）中中錳源物質(zhì)選自為二氧化錳、四氧化三錳、氫氧化錳或二氧化三錳的一種或者多種的混合物，D50在2～30μm之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰基鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟（1）和步驟（2）中涉及的鋰源物質(zhì)選自為氫氧化鋰、碳酸鋰、草酸鋰中的一種或多種的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰基鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中的摻雜劑M和步驟（2）中的摻雜劑M′均可以選自摻雜陽(yáng)離子、摻雜陰離子或摻雜陽(yáng)離子與摻雜陰離子的混合物，摻雜的陽(yáng)離子為第一過(guò)渡元素（Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）、第二過(guò)渡元素（Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）、堿土元素（Be、Mg、Ca、Sr、Ba）和稀土元素（La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）的氧化物、鹵化物、氫氧化物、金屬有機(jī)物、碳酸鹽、堿式碳酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、檸檬酸鹽、水楊酸鹽、乙酸鹽、甲酸鹽或與其他金屬元素的復(fù)合氧化物的一種或者多種的混合物，摻雜的陰離子選自元素F、B的金屬化合物的一種或者多種的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰基鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中的包覆材料N選自為第一過(guò)渡元素（Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）、第二過(guò)渡元素（Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）、堿土元素（Be、Mg、Ca、Sr、Ba）和稀土元素（La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）氧化物、鹵化物、氫氧化物、金屬有機(jī)物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽磷酸鹽、硅酸鹽、檸檬酸鹽或與其他金屬元素的復(fù)合氧化物的一種或者多種的混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰基鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中的包覆材料N為元素F的金屬化合物或元素F的金屬化合物與上述摻雜劑M中所提及的物質(zhì)一種或多種的混合物。