[發明專利]一種長循環錳酸鋰正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010179645.1
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111342024A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 李偉;徐丹軍
• 申請（專利權）人: 陜西海恩新材料有限責任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/46;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 胡東東

1.一種長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將鋰鹽、四氧化三錳前驅體、磷酸鹽、氟化鹽按設計比例混合，再加入乙醇溶液混合均勻，得到混合原料A，其中，所述磷酸鹽選自磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸鋰中的一種或多種，所述氟化鹽為氟化鋰或/和氟化鋁；

S2、將混合原料A通過微波干燥機中充分干燥，得到干燥混合原料B；

S3、將干燥混合原料B置于軌道窯爐中燒結，得到燒結產物C；

S4、將燒結產物C進行氣流粉碎后，得到一次燒結產物D；

S5、將一次燒結產物D與納米氧化鋁或/和納米氫氧化鋁混合，得到混合原料E；

S6、將混合原料E置于軌道窯爐中燒結，得到燒結產物F；

S7、將燒結產物F進行氣流粉碎后，即得到目標產物錳酸鋰。

2.如權利要求1所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，各原料的質量百分數為：鋰鹽22－32％、四氧化三錳前驅體62－81％、納米氧化鋁或/和納米氫氧化鋁0.8－1.5％、磷酸鹽0.5－2.5％、氟化鹽1.0－2.5％，總質量百分比之和為100％。

3.如權利要求2所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽和四氧化三錳前驅體的質量比為：1：(3.5－5.5)。

4.如權利要求2或3所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，將稱取的原料加入球磨罐中，采用濕法球磨混合原料，球磨時間為2－4h，球磨轉速為800－2000r/min。

5.如權利要求2或3所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，將稱取的原料加入乙醇溶液，采用磁力攪拌混合原料，磁力攪拌時間為4－8h，攪拌結束后置于烘箱中進行干燥。

6.如權利要求1所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，燒結氛圍為氧氣，燒結時預燒溫度540－600℃，保溫4－6h，再升溫到750－850℃，保溫時間10－12h，其中，升溫速率5－10℃/min。

7.如權利要求1所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟S5中，將稱取的原料加入球磨罐中，采用干法球磨混合原料，其中，按物料總重量的100－200％加入瑪瑙球作為球磨介質，球磨時間1－3h，球磨轉速800－2000r/min。

8.如權利要求1所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟S6中，燒結氛圍為空氣，燒結時預燒溫度300－450℃，保溫4－6h，再升溫到500－650℃，保溫時間5－10h，其中，升溫速率10－15℃/min。

9.如權利要求1所述的長循環錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述乙醇溶液為乙醇與純水的混合溶液，乙醇的濃度為40－60％，乙醇溶液的加入量為原料總質量的20－35％。

10.一種長循環錳酸鋰正極材料，其特征在于，以質量百分比計，所述長循環錳酸鋰由以下原料制得：鋰鹽22－32％、四氧化三錳前驅體62－81％、納米氧化鋁或/和納米氫氧化鋁0.8－1.5％、磷酸鹽0.5－2.5％、氟化鹽1－2.5％，總質量百分比之和為100％，其中，所述鋰鹽選自碳酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、醋酸鋰的一種或多種，所述四氧化三錳前驅體為球形或類球形四氧化三錳，所述磷酸鹽選自磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸鋰中的一種或多種，所述氟化鹽為氟化鋰或/和氟化鋁。