[发明专利]锰酸锂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池正极材料制备方法技术领域，具体涉及一种方法简单，快速反应，克容量高的锰酸锂的制备方法。

背景技术

随着各种便携式电子产品日益普及，电池作为一种携带方便的电源设备日益受到关注，我国已经成为电池生产与消费大国，每年产生的废旧氢镍和镉镍电池中含有重金属镍、镉等对环境造成极大的污染。面对全球对环保越来越严格的要求，发展绿色能源迫在眉睫，高性能的可充绿色锂离子二次电池，近年来已在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛应用，并被逐步开发为电动汽车的动力电源。锂离子电池的性能和成本在很大程度上取决于正极材料，正极材料的比容量每提高50％，电池的功率密度会提高28％，负极材料的比容量每提高50％，电池的功率密度相应的会提高13％。目前锂离子电池负极材料的比容量达到正极材料的两倍，正极材料实际比容量低已经成为制约锂离子电池发展的瓶颈，因此研究锂离子电池正极材料，对于发展和改进锂离子电池具有重要的现实意义，因而正极材料的研制成为关键。

锰酸锂作为一种新型的锂离子电池正极材料，具有许多优势，锰资源丰富、其价格低廉，不含重金属、对环境污染较小，锰酸锂电池安全性能优异。然而，由于锂离子电池生产成本较高，限制了其大规模应用，现在主要应用于电子产品领域，而市场规模更大的电动交通工具领域应用规模还是很小。因而降低成本成了关键，从锰酸锂角度来讲，实现锰酸锂的快速高效生产十分重要。改进措施主要集中在降低生产成本和提高产品克容量两方面。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种方法简单，快速反应，克容量高的锰酸锂的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：该制备方法包括如下步骤：

一、将锂盐，锰盐和掺杂金属元素分别放入粉碎设备中进行粉碎，粉碎至5微米以下；

二、将步骤一中粉碎后的锂盐，锰盐和掺杂金属元素按锂、锰、Mⁿ⁺的摩尔比为1～1.1∶2X∶2(1-X)的比例进行混合，得到混合物料；所述的X的范围为0.9～1；

三、将步骤二中所述的混合后物料使用真空箱进行抽真空处理，真空度为-0.09～-0.1MPa；

四、将步骤三中所述进行抽真空处理后的混合后物料在10s内迅速除去真空，恢复常压，使上述物料在大气压的作用下被压制成密实状态；

五、将步骤四中被压制成密实状态的物料在空气气氛下进行煅烧处理，煅烧处理后自然冷却至室温，所述的煅烧处理时的温度范围为750～850℃，煅烧处理的时间为8～24小时；

六、将步骤五中所述煅烧处理后的物料冷却至室温的物料粉碎为250目，即为成品。

所述的步骤一中的锂盐选自碳酸锂或氢氧化锂之一；所述的步骤一中的锰盐选自草酸锰、醋酸锰、碳酸锰，二氧化锰或四氧化三锰之一；所述的步骤一中的掺杂金属元素选自镁、钛、铝、铌、铬，锌或稀土元素中的一种或几种。

一种锰酸锂的制备方法，包括如下步骤：

一、氢氧化锂，醋酸锰和锌分别放入粉碎设备中进行粉碎，粉碎至3微米；

二、将步骤一中粉碎后的氢氧化锂，醋酸锰和锌按锂、锰、Mⁿ⁺的摩尔比为1∶1.8∶0.2的比例进行混合，得到混合物料；

三、将步骤二中所述的混合后物料使用真空箱进行抽真空处理，真空度为-0.1MPa；

四、将步骤三中所述进行抽真空处理后的混合后物料在10s内迅速除去真空，恢复常压，使上述物料在大气压的作用下被压制成密实状态；

五、将步骤四中被压制成密实状态的物料在空气气氛下进行煅烧处理，煅烧处理后自然冷却至室温，所述的煅烧处理时的温度范围为780℃，煅烧处理的时间为12小时；

六、将步骤五中所述煅烧处理后的物料冷却至室温的物料粉碎为250目，即为成品。

一种锰酸锂的制备方法，包括如下步骤：

一、将碳酸锂，四氧化三锰分别放入粉碎设备中进行粉碎，粉碎至2微米；

二、将步骤一中粉碎后的锂盐和锰盐按锂、锰的摩尔比为1.1∶2的比例进行混合，得到混合物料；

三、将步骤二中所述的混合后物料使用真空箱进行抽真空处理，真空度为-0.09MPa；

四、将步骤三中所述进行抽真空处理后的混合后物料在10s内迅速除去真空，恢复常压，使上述物料在大气压的作用下被压制成密实状态；

五、将步骤四中被压制成密实状态的物料在空气气氛下进行煅烧处理，煅烧处理后自然冷却至室温，所述的煅烧处理时的温度范围为835℃，煅烧处理的时间为22小时；