[發明專利]一種球型錳酸鋰材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110304544.7
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113120964A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 陳鵬鹛;陳靜波
• 申請（專利權）人: 安徽博石高科新材料股份有限公司
• 主分類號: C01G45/12
• 分類號: C01G45/12;H01M4/505;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及錳酸鋰材料制備領域，具體是一種球型錳酸鋰材料的制備方法，包括以下步驟：S1.原料混合：按所需配比稱取錳氧化物、鋰源化合物、金屬離子物質三種原料，之后將原料投入混合設備中混合，從而將原料混合均勻；S2.初次燒結：將上一步混合好的原料送入馬弗爐中，而后啟動馬弗爐對混合好的原料進行預燒，從而得到錳酸鋰材料，所得成品分子式為Li1+aMn2?aO4，0≤a≤0.2；S3.膠液配置：按所需配比稱取膠液所需的原材料。本發明有益效果研磨時加入膠液，使得膠液均勻包覆在錳酸鋰材料表面，從而提高錳酸鋰的克容量和高溫循環性能，以便于提高錳酸鋰電池的使用壽命，制備錳酸鋰時采用納米電解MnO?、Mn3O4及LiOH制備，可以提高錳酸鋰材料的電化學性能。

技術領域

本發明涉及錳酸鋰材料制備領域，具體是一種球型錳酸鋰材料的制備方法。

背景技術

錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一，相比鈷酸鋰等傳統正極材料，錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優點，是理想的動力電池正極材料。

中國專利號CN107565122A提供一種摻雜型鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法。其制備的具體工藝如下：將鎳鈷錳前驅體，鈮源和鋰鹽按一定的比例球磨混合，經過預燒，二次球磨，高溫氣氛爐中煅燒等操作得到摻雜型鎳鈷錳酸鋰正極材料。

中國專利號CN104600281A提供一種錳酸鋰材料的制備方法，其特征是：先將鋰源和錳源按照摩爾比混合均勻，放入箱式電阻爐中高溫燒結，冷卻至室溫得到錳酸鋰材料。

目前，現有錳酸鋰材料制備的電池體積比容量低、循環性能較差、高溫循環衰減快，使得錳酸鋰電池使用壽命較低，同時現有錳酸鋰制備采用的大都為錳鹽、鋰鹽，使得制備的錳酸鋰電化學性能較差，因此亟需研發一種球型錳酸鋰材料的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種球型錳酸鋰材料的制備方法，以解決上述背景技術中提出的錳酸鋰制成的電池使用壽命低與采用錳鹽、鋰鹽制備的的錳酸鋰電化學性能較差的問題。

本發明的技術方案是：一種球型錳酸鋰材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.原料混合：按所需配比稱取錳氧化物、鋰源化合物、金屬離子物質三種原料，之后將原料投入混合設備中混合，從而將原料混合均勻；

S2.初次燒結：將上一步混合好的原料送入馬弗爐中，而后啟動馬弗爐對混合好的原料進行預燒，從而得到錳酸鋰材料，所得成品分子式為Li1+aMn2-aO4，0≤a≤0.2；

S3.膠液配置：按所需配比稱取膠液所需的原材料，而后將原材料放入高速攪拌機中混合，從而得到膠液；

S4.研磨混合：將上一步配置好的膠液同一次燒結后的錳酸鋰按照一定的比例加入到球磨機中進行濕法球磨，在球磨的過程中，膠液均勻的粘附在錳酸鋰材料的表面；

S5.造粒烘干：待上一步球磨完后，再將錳酸鋰同膠液混合物一起打入造粒干燥設備中，進行干燥，同時在干燥的過程中完成造粒，造粒后的顆粒大小均勻，球形度好；

S6.二次燒結：將上一步造粒結束的錳酸鋰顆粒再次送入馬弗爐中，而后啟動馬弗爐對造粒呈球形的原料進行預燒，從而得到成品的錳酸鋰材料。

進一步地，所述S1中錳氧化物、鋰源化合物的質量比例為1-1.1:2，且錳氧化物為納米電解MnO₂和Mn3O4，鋰源化合物為LiOH。

進一步地，所述納米電解MnO₂與Mn3O4純度大于99%，且LiOH大于95%。

進一步地，所述S1中金屬離子物質稀土元素La與Ce、Nd中的一種或者多種。

進一步地，所述S1中混合時采用不同的頻率對原料進行混合，且混合時間為0.5-3h。

進一步地，所述S2中預燒時間為5-12h，預燒溫度溫度為400-800℃。