[發明專利]一種復合原料生產錳酸鋰的方法

在審

• 申請號: 202110304561.0
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113113595A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 馬巖華;趙春波;王劍鋒
• 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: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M10/0525;C01G45/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體是一種復合原料生產錳酸鋰的方法，包括以下原料：MnO2、Mn3O4、Li2CO3和改性添加劑；錳酸鋰生產包括以下步驟：S1、粉碎；S2、過篩；S3、混合；S4、燒結；S5、破碎；S6、篩分；S7、包裝；所述S3中，以Mn：Li的摩爾比為2：1.08?1.2進行配比混料；所述S4中，包括以下步驟：一次燒成：將混合好的原材料加熱至800?850度，保溫6?12小時，自然降溫；兩次燒成：將混合好的原材料加熱至500?600度，保溫4?8小時，做為預燒，經預燒后的物料，無視通風條件，采用大匣缽進行燒成，加熱至800?850度。本發明的有益效果節約了資源及材料成本，免除了強制通風，減少了因通風帶走的熱損失。大幅降低了燒成的能耗，降低了燒制成本，可以采用更加靈活的燒結堆疊方式。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體是一種復合原料生產錳酸鋰的方法。

背景技術

錳酸鋰材料（LiMn2O4）做為鋰離子電池的正極材料，被大量應用于通訊、電動工具、電動自行車及電動汽車動力電池等領域。對于錳酸鋰材料的生產方法，目前行業內主流的合成方法為高溫固相法，既選擇鋰、錳的氧化物或碳酸物等固態化合物，按一定比例混合均勻，通過高溫灼燒使其反應生成錳酸鋰材料。

中國專利號CN109192963A提供一種磷酸鐵錳鋰復合材料的制備方法，包括以下步驟：A)將鋰源、鐵源、錳源和磷源在溶劑中按照摩爾配比(0.8-1.01)：x：(1-x)：1混合，調節pH值反應后得到磷酸鐵錳鋰中間體；B)將所述磷酸鐵錳鋰中間體熱處理，得到磷酸鐵錳鋰前驅體；C)將所述磷酸鐵錳鋰前驅體、鋰源、碳源、水和添加劑混合，再依次經過研磨、干燥與熱處理，得到磷酸鐵錳鋰復合材料；所述鋰源為所述磷酸鐵錳鋰前驅體的0.1-2wt％。

現有的在采用電解二氧化錳、四氧化三錳、碳酸錳等錳的氧化物或碳酸物作為前驅體，配以鋰原料進行高溫固相法生產錳酸鋰材料的方法中，燒結反應均會有吸氧或放氧。這就要求在燒結過程中強制通風、排風，不斷地調整燒結氣氛，以促進反應正常進行。并且，由于需要吸氧或放氧，必須保證物料與空氣有充分的接觸面，所以就必須對裝載量有所限制，不可堆疊過多，造成燒結反應不完全，電性能惡化等后果。

由于單獨的需要氧氣參與反應，或是反應放出氧氣需要排除，在一定程度上制約了化學反應的發生，使材料燒結過程延長，材料結構中氧空位增加，造成性能下降。并且，由于強制通風，使得窯爐的熱損失增大，窯爐的保溫功率增大，造成了大量能源的浪費。同時，由于對裝載量有所限制，就減小了產能，造成能源、資源的浪費的缺點，因此亟需研發一種復合原料生產錳酸鋰的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合原料生產錳酸鋰的方法，以解決上述背景技術中提出的由于強制通風，使得窯爐的熱損失增大，窯爐的保溫功率增大，造成了大量能源的浪費。同時，由于對裝載量有所限制，就減小了產能，造成能源、資源的浪費問題。

本發明的技術方案是：一種復合原料生產錳酸鋰的方法，包括以下原料：MnO2、Mn3O4、Li2CO3和改性添加劑；

錳酸鋰生產包括以下步驟：S1、粉碎；S2、過篩；S3、混合；S4、燒結；S5、破碎；S6、篩分；S7、包裝；

所述S3中，以Mn：Li的摩爾比為2：1.08-1.2進行配比混料；

所述S4中，包括以下步驟：

一次燒成：將混合好的原材料加熱至800-850度，保溫6-12小時，自然降溫；

兩次燒成：將混合好的原材料加熱至500-600度，保溫4-8小時，做為預燒，經預燒后的物料，無視通風條件，采用大匣缽進行燒成，加熱至800-850度，保溫8-15小時，完成燒結過程。

進一步地，采用MnO2與Mn3O4共同作為前驅體生產錳酸鋰的基礎工藝方法，MnO2與Mn3O4及Li2CO3的比例為：