[發明專利]一種錳酸鋰及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010986743.6
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112125340B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 馬躍飛;李權;洪禮訓
• 申請（專利權）人: 廈門廈鎢新能源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;C01G45/12;H01M10/0525
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 方惠春

1.一種錳酸鋰的制備方法，其特征在于，該方法包括將金屬鹽配成電導率≥200uS/cm的金屬鹽溶液，之后將錳金屬單質和/或錳金屬氧化物、摻雜劑、氧化劑、水、含氨溶液、金屬鹽溶液混合進行化學腐蝕結晶反應，通過控制氧化劑、水、含氨溶液和金屬鹽溶液的加入量及加入速率以將反應體系的氧化還原電位ORP值控制在-100mv以下、絡合劑濃度控制在3～50g/L、電導率控制在200uS/cm以上，使得錳金屬單質和/或錳金屬氧化物以及摻雜劑轉化為相應的金屬氫氧化物，反應結束后將所得反應產物進行磁選得到磁性顆粒和漿料，再將所述漿料進行固液分離得到固體顆粒和濾液，之后將所述固體顆粒洗滌干燥后得到含錳前驅體，接著將所述含錳前驅體與鋰源混合后煅燒，得到錳酸鋰。

2.根據權利要求1所述的錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述錳金屬單質和/或錳金屬氧化物與摻雜劑的用量使得錳金屬元素與摻雜金屬元素的摩爾比為1:(0.001～0.05)；所述摻雜劑選自鈦、鋁、鎂、鋯、鎢、釔、鉭和鈮中的至少一種金屬和/或金屬氧化物。

3.根據權利要求1所述的錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述氧化劑為硝酸和/或氧氣；所述含氨溶液選自氨水、硫酸銨、氯化銨、乙二胺四乙酸和硝酸銨中的至少一種；所述金屬鹽為鈉和/或鋰的硫酸鹽、氯化鹽和硝酸鹽中的至少一種。

4.根據權利要求1～3中任意一項所述的錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述化學腐蝕結晶反應的條件包括攪拌輸入功率為0.1～1.0kw/m²·h，反應體系中金屬離子濃度為1～30g/L，絡合劑濃度為3～50g/L，pH值為6～12，反應溫度為20～90℃，反應時間為10～150h。

5.根據權利要求1～3中任意一項所述的錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述磁選的強度為100～5000Gas。

6.根據權利要求1～3中任意一項所述的錳酸鋰的制備方法，其特征在于，該方法還包括將磁性顆粒、濾液和洗滌水均返回至化學腐蝕結晶反應體系中，補充結晶過程中消耗的水。

7.根據權利要求1～3中任意一項所述的錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述含錳前驅體與鋰源的Li/Mn摩爾比為(0.9～1.3):1；所述鋰源選自氫氧化鋰、乙酸鋰、硝酸鋰、硫酸鋰和碳酸氫鋰中的至少一種。

8.根據權利要求1～3中任意一項所述的錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述煅燒的條件包括溫度為600～1100℃，時間為5～40h，煅燒氣氛為空氣氣氛或氧氣氣氛。

9.由權利要求1～8中任意一項所述的方法制備得到的錳酸鋰。

10.權利要求9所述的錳酸鋰作為鋰離子電池正極材料的應用。