[發明專利]一種具有核殼結構的錳酸鋰正極材料的制作方法

在審

• 申請號: 201711409645.0
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN108183206A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 湯依偉;吳理覺;郭權文;梁衛春
• 申請（專利權）人: 清遠佳致新材料研究院有限公司;廣東佳納能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務所 43005
• 代理人: 夏贊希

本發明公開了一種具有核殼結構的錳酸鋰正極材料的制作方法，所述方法包括：將復合錳礦和硫酸溶液置于反應器中進行自氧化還原浸出，將氧化劑加入反應器中進行氧化浸出，過濾，得到含有硫酸錳的浸出液和含單質硫的浸出渣，對浸出液進行除雜，干燥后得到混合物；將混合物、鎳鈷錳前驅體和鋰源放入馬弗爐原位煅燒后獲得錳酸鋰和鎳鈷錳的原位復合物，將所述原位復合物采用硝酸溶液洗滌，制得內核；將內核加入金屬鹽溶液中制得懸濁液，經噴霧干燥、微波燒結、破碎過篩、分級后獲得核殼結構的錳酸鋰正極材料。通過本發明提供的方法制備錳酸鋰正極材料效率高、成本低，充放電性能好。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，尤其涉及一種具有核殼結構的錳酸鋰正極材料的制作方法。

背景技術

金屬錳是制備鋰電池正極材料不可缺少的金屬元素?，F有技術中，制備鋰電池正極材料需要購置高純度的原料，使得成本較高。

目前金屬錳的生產方式采用電解法。電解金屬錳是用錳礦石經酸浸出獲得硫酸錳，再送電解槽電解析出的單質金屬?，F有硫酸錳溶液的生產方法是：用破碎機將錳礦石破碎、研磨成粉，再將硫鐵礦粉與錳礦粉按照一定比例配制，再加水、加硫酸。經過加熱反應、除鐵、除重金屬、中和、壓濾.制得硫酸錳溶液。但是這種傳統工藝存在錳回收率低的技術問題。

因此，有必要提供一種新型的鋰電池正極材料的制備方法。

申請內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種具有核殼結構的錳酸鋰正極材料的制作方法，以解決現有鋰電池正極材料制備成本高的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種具有核殼結構的錳酸鋰正極材料的制作方法，所述方法的具體步驟包括：

（1）將復合錳礦和硫酸溶液置于反應器中進行自氧化還原浸出，其中，硫酸溶液的加入量與復合錳礦的重量比為2~10∶1，浸出溫度為30℃~100℃，浸出時間為30min~120min，所述復合錳礦主要由硫化錳、氧化錳和碳酸錳組成，碳酸錳含量為70％~75％，硫化錳含量為6%~12%，氧化錳含量為3％~5％；

（2）將氧化劑加入所述步驟（1）的反應器中進行氧化浸出，過濾，得到含有硫酸錳的浸出液和含單質硫的浸出渣；

（3）對所述步驟（2）中得到的浸出液進行除雜，干燥后得到混合物；

（4）將所述步驟（3）中的混合物、鎳鈷錳前驅體和鋰源放入馬弗爐原位煅燒后獲得錳酸鋰和鎳鈷錳的原位復合物；

（5）將所述步驟（4）中得到的所述原位復合物采用0.05~0.25mol/L的硝酸溶液洗滌，制得內核；

（6）將所述步驟（5）中制得的內核加入金屬鹽溶液中制得懸濁液，經噴霧干燥、微波燒結、破碎過篩、分級后獲得核殼結構的錳酸鋰正極材料。

優選地，在所述步驟（1）之前還包括：

將復合錳礦進行破碎、研磨、磁選，得到粒度均為小于150目的復合錳礦。

優選地，所述步驟（1）中對反應器中進行自氧化還原浸出的復合錳礦和硫酸溶液攪拌，攪拌速度為200r/min~1000r/min，所述硫酸溶液中H⁺的濃度為1.0mol/L~8mol/L，且自氧化還原浸出過程中不添加氧化劑或還原劑。

優選地，將所述步驟（3）具體為：

在所述步驟（2）中得到的浸出液中，加入雙氧水除去溶液中的鐵雜質，留濾液；在該濾液中加入硫化鹽去除重金屬離子，調節pH值為4.5~5.0，過濾、干燥后得到混合物。

優選地，還包括：