[發明專利]一種制備鋰離子電池正極材料前軀體的方法

在審

• 申請號: 201711452667.5
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108155376A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 湯依偉;吳理覺;楊幸
• 申請（專利權）人: 湖南佳納能源科技有限公司;廣東佳納能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/58
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務所 43005
• 代理人: 夏贊希

本發明公開了一種制備鋰離子電池正極材料前軀體的方法，該方法包括：將復合錳礦進行研磨，其中，所述復合錳礦主要由硫化錳、二氧化錳和氧化錳組成；將復合錳礦預焙燒，生成預焙燒產物；將預焙燒產物加入硫酸溶液進行反應，待反應完全，過濾，留濾液；對濾液進行除雜，干燥后析出硫酸錳；將硫酸錳溶于去離子水中，加入碳酸鹽的水溶液混合干燥后得到球形碳酸錳；將球形碳酸錳分散于水中得到分散液，滴加高錳酸鉀溶液和稀酸，干燥后得到球形二氧化錳；將球形二氧化錳與氫氧化鋰混合進行焙燒，加入到氯化錳溶液中，烘干得到鋰電池前驅體。通過本發明提供的方法制備鋰電池前驅體成本低，充放電性能好。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，尤其涉及一種制備鋰離子電池正極材料前軀體的方法。

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。現有技術中，制備鋰電池正極材料需要購置高純度的含錳原料，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。現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問題，導致制備鋰電池前驅體的成本較高。

因此，有必要提供一種新型的鋰電池前驅體的制備方法。

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，提供一種制備鋰離子電池正極材料前軀體的方法，以解決現有鋰電池前驅體制備過程成本高的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種制備鋰離子電池正極材料前軀體的方法，所述方法的具體步驟包括：

（1）將復合錳礦進行破碎、研磨、磁選，得到粒度均小于150目的復合錳礦，其中，所述復合錳礦主要由硫化錳、二氧化錳和氧化錳組成，硫化錳含量為70％~75％，二氧化錳含量為10％~15％，氧化錳含量為2%~3%；

（2）將經所述步驟（1）處理的復合錳礦在隔絕氧氣的條件下，650℃～750℃預焙燒10~15分鐘，生成預焙燒產物；

（3）將所述步驟（2）中生成的預焙燒產物置于反應器中，加入硫酸溶液進行反應，待反應完全，過濾，留濾液；

（4）對所述步驟（3）中得到的濾液進行除雜，干燥后析出硫酸錳；

（5）將所述步驟（4）中的硫酸錳溶于去離子水中，制成濃度為0.05mol/L~3mol/L硫酸錳溶液，加入濃度為2mol/L~8mol/L的碳酸鹽的水溶液混合，攪拌反應15分鐘，分離、洗滌、干燥后得到球形碳酸錳；

（6）將所述步驟（5）中所得球形碳酸錳分散于水中得到分散液，向所述分散液中滴加高錳酸鉀溶液，攪拌，滴加稀酸，待反應完全，分離、洗滌、干燥后得到球形二氧化錳；

（7）將所述步驟（6）中所得到球形二氧化錳與氫氧化鋰混合進行焙燒，得到Li₂MnO₄；

（8）將所述步驟（7）中所得到Li₂MnO₄加入到氯化錳溶液中，攪拌均勻，烘干得到鋰電池前驅體。

優選地，所述步驟（1）中采用行星式球磨機進行高速研磨。

優選地，所述步驟（2）中生成的二氧化硫氣體可用于制造硫酸溶液。

優選地，所述步驟（3）具體為：

將所述步驟（2）中生成的預焙燒產物置于反應器中，加入硫酸溶液進行反應，其中，所述硫酸溶液中H⁺的濃度為1.0mol/L~8mol/L，待反應完全，過濾，留濾液。