[发明专利]一种低比表大粒径锰酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种低比表大粒径锰酸锂的制备方法，包括如下步骤：(1)将Li、M的混合后高速球磨，获得均匀混合物A；(2)将锂盐、锰盐溶于乙醇溶剂中，氨水调至溶胶状，得到锰酸锂溶胶B；(3)将混合物A、锰酸锂溶胶B及锰氧化物C混合搅拌混匀，喷雾干燥得到混合物D；(4)将混合物D高温烧结得到锰酸锂材料。本发明通过对Li及掺杂元素M的化合物细化处理，有利于后续分布的更均匀，细化处理后并与微米级锰氧化物及锰酸锂溶胶混合干燥后再高温煅烧，可以控制其平均颗粒尺寸在15～25μm，且晶粒完整，循环性能优异。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，涉及一种低比表大粒径锰酸锂的制备方法。

背景技术

目前普遍使用的正极材料分别是钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。由于钴价格昂贵，且钴酸锂、镍钴锰酸锂用于动力电池的安全隐患较大。锰酸锂以及磷酸铁锂是锂离子动力电池较为理想的正极材料。锰酸锂材料虽然成本低，安全性能好，但比容量相对偏低，以及由于Mn的溶解、Jahn-Teller畸变效应以及晶格的不稳定，导致循环寿命尤其是高温循环性能不理想。

为了进一步改善锰酸锂的循环性能，研究表明通过控制形貌得到低比表面积的大粒径锰酸锂材料，能够明显提高锰酸锂的高温循环性能。大粒径的锰酸锂材料具有低的比表面积，减少了材料与电解液的接触面积，能降低电解液中锰的溶解，提高产品在电解液中的稳定性，有效改善电池的循环性能，且大粒径堆积密度高，能有效的提高锰酸锂的能量密度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术锰酸锂在高温下循环性能不理想的缺陷，提供一种低比表大粒径锰酸锂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种低比表大粒径锰酸锂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将Li及掺杂元素M的化合物以一定化学比例混合后高速球磨，获得Li、M的均匀混合物A；

(2)将锂盐、锰盐按照(1.05-1.20):(1.8-2.0)的化学比例溶于乙醇溶剂中，氨水调至溶胶状，得到锰酸锂溶胶B；

(3)将Li、M的均匀混合物A、锰酸锂溶胶B及锰氧化物C混合搅拌混匀，喷雾干燥得到混合物D；

(4)将混合物D高温烧结得到锰酸锂材料。

优选地，所述的步骤(1)中，Li、M的化合物为为氧化物、碳酸盐、硝酸盐、或者氢氧化物中的一种或多种的混合物。

优选地，所述的步骤(1)中，掺杂元素M为锰位掺杂，且为Al、Co、Cr、Y、Si、Mg、V、Zr、Ti、Sn、Mo、La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种元素。

优选地，所述的步骤(1)中，均匀混合物A的粒径范围为100nm～5μm。

优选地，所述的步骤(2)中，锂盐、锰盐为硝酸盐、乙酸盐、草酸盐、碳酸盐或氢氧化物中的一种或多种的混合物。

优选地，所述的步骤(3)中，加入锰酸锂溶胶B的比例为5％～40％。

优选地，所述的步骤(3)中，锰氧化物C为粒径在8～20μm范围内的二氧化锰或四氧化三锰。

优选地，所述的步骤(3)中，均匀混合物A、锰酸锂溶胶B及锰氧化物C的混合物的干燥为80～120℃喷雾干燥。

优选地，所述掺杂元素M的比例a的范围为0＜a≤0.2m，其中，m为所替代元素位的比例。

有益效果：