[發明專利]一種摻雜錳酸鋰及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 202010611069.3
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111740103A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 方剛;趙孝連;楊亮亮;陳月升;蔣凱;閔婷
• 申請（專利權）人: 高點（深圳）科技有限公司;貴州高點科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/42;C01G45/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

1.一種摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，先利用可溶性錳鹽制備粒徑分布可控的錳系前驅體，將摻雜物質與所述錳系前驅體均勻混合得到混合物A；或者將可溶性錳鹽和摻雜物質直接混合，以此制備含有粒徑分布可控的錳系前驅體和摻雜物質的混合物A；

S2，對所述混合物A進行預處理；

S3，將預處理后的所述混合物A與鋰鹽混合，得到混合物B；

S4，將所述混合物B在空氣或者氧化性氣氛中升溫進行固相燒結反應，得到粒徑可控的摻雜錳酸鋰。

2.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述摻雜物質包括氧化物、無機鹽和有機鹽中的至少一種，所述摻雜物質中含有元素M，所述元素M為Ti、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Bi、Yb、Lu、B、Y和Sc中的至少一種。

3.根據權利要求2所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述元素M的總物質的量與所述錳系前驅體中錳元素的物質的量之比為1：(10～1000)。

4.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述固相燒結反應包括一次燒結，所述一次燒結采用分段式加熱，包括以下操作：

1)以2～20℃/min的速率升溫至350～450℃，保溫1h～10h；

2)以2～20℃/min的速率升溫至450～700℃，保溫2h；

3)以2～20℃/min的速率升溫至750～950℃，保溫1～24h。

5.根據權利要求4所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，第1)階段的升溫加熱時間至少為30min，第2)階段的升溫加熱時間為1～10h。

6.根據權利要求4所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述固相燒結反應還包括二次燒結，將所述一次燒結得到的產物冷卻至室溫后，研磨或者粉碎，再進行所述二次燒結。

7.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，采用沉淀法、噴霧干燥法或混合溶劑法制備所述錳系前驅體或含有錳系前驅體和摻雜物質的混合物A。

8.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，先烘干所述混合物A，再以2～20℃/min的升溫速率升溫至200℃～500℃，保溫30～600min，完成對所述混合物A的預處理。

9.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述混合物A和所述鋰鹽直接混合后，再采用機械法混合均勻。

10.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述混合物A和所述鋰鹽溶解于溶劑中，進行機械攪拌，混合均勻后烘干。

11.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述可溶性錳鹽包括硫酸錳、硝酸錳和醋酸錳中的至少一種。

12.根據權利要求1所述的摻雜錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述鋰源包括氧化鋰、鋰的碳酸鹽、鋰的硝酸鹽、鋰的醋酸鹽和鋰的氫氧化物中的至少一種。

13.一種摻雜錳酸鋰，其特征在于，采用權利要求1～12中任一項所述的摻雜錳酸鋰的制備方法制備而得。

14.根據權利要求13所述的摻雜錳酸鋰，其特征在于，所述摻雜錳酸鋰為尖晶石型球形單晶結構。

15.一種權利要求13所述的摻雜錳酸鋰在鋰離子電池中的應用。