[发明专利]一种锰酸锂材料的自动化生产方法

说明书

本发明涉及锰酸锂电池技术领域，具体是一种锰酸锂材料的自动化生产方法，包括以下步骤：S1.备料：将所需原料二氧化锰、四氧化三锰和碳酸锂分别投放到二锰仓、四锰仓和锂盐仓中，之后将二氧化锰、四氧化三锰和碳酸锂按照所需的比例定量投入到分散机中混合均匀；S2.造球：将S1分散机中配比好的原料由旋转阀下料，投入到震磨造球机中，在造球机中，将原料造成直径10‑15mm的球体半成品物料，并暂存于回转窑喂料仓。本发明的有益效果为不存在材料装填过厚导致内部物料与外部物料烧结不均匀的问题，能够对回转窑内的空间进行有效地利用，使得单位能耗大大提升，并且无需在烧结过程中通入气体来促进反应的发生，使得产物压实密度提高。

技术领域

本发明涉及锰酸锂电池技术领域，具体是一种锰酸锂材料的自动化生产方法。

背景技术

锂离子电池被大量应用于通讯、电动工具、电动自行车及电动汽车动力电池等领域。正极材料是锂离子电池的关键材料，正极材料的成本约占锂离子电池成本的20%-50%，并且正极材料的性能也大幅度决定了锂离子电池的综合性能，锰酸锂材料作为锂离子电池正极材料的主流之一，其成本低廉一直倍受关注。锰酸锂材料的成本低廉，不仅体现在它的原料储量丰富易获得，也体现在对锂源材料需求量低、生产加工简单易行，并且，其加工工艺过程的制造成本也是非常重要的影响因素。

中国专利号CN103035904B提供一种改性锰酸锂材料及其制备方法和应用，所述改性锰酸锂材料是以LiMn2O4为核、以LiMn2-xMxO4-δ为包覆层的核壳结构；其中M为Al、Ti、Ce、Co、Ni中的一种，x的取值为0.05~0.5，δ为0.01~0.1。本发明所述的改性锰酸锂材料采用共沉淀包覆-水热反应-高温热处理的方式制备，其用作锂离子电池的正极材料。本发明制备工艺简单可行，原料成分和配比容易控制，批次间稳定性好，且成本低廉，合成的锰酸锂材料比容量高，大电流及循环性能优良，有望应用在动力电池领域。

但是传统的生产方法，受高温固相法在反应时需要一定的气氛条件限制，将粉末状原料混合物装入匣钵中烧结，且不能将材料装填过厚，并且在烧结过程中通入气体来促进反应的发生，这种烧结方式在单位能耗方面带来了较大浪费，单位产能也受大极大限制，加之在对承烧匣钵方面的需求，进一步提升了制造成本，在动力锂电池普及的当前，生产成本无法降低，逐渐使传统的方法失去市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锰酸锂材料的自动化生产方法，以解决上述背景技术中提出的单位能耗方面有较大浪费，单位产能也受大极大限制，加之在对承烧匣钵方面的需求，进一步提升了制造成本的问题。

本发明的技术方案是：一种锰酸锂材料的自动化生产方法，包括以下步骤：

S1.备料：将所需原料二氧化锰、四氧化三锰和碳酸锂分别投放到二锰仓、四锰仓和锂盐仓中，之后将二氧化锰、四氧化三锰和碳酸锂按照所需的比例定量投入到分散机中混合均匀；

S2.造球：将S1分散机中配比好的原料由旋转阀下料，投入到震磨造球机中，在造球机中，将原料造成直径10-15mm的球体半成品物料，并暂存于回转窑喂料仓；

S3.烧结：将S1回转窑喂料仓中的球体半成品放入回转窑中进行烧结，待烧结完成后，在回转附窑冷却机中骤冷，冷却后再将烧结后的球体半成品物料经对辊机粗破碎，并负压输送到上料接收仓中；

S4.成品：将S3上料接收仓中经粗碎的物料，再经过机械粉碎或气流粉碎、合批、筛选、除铁后，进入成品仓中，进行包装。

进一步地，所述S1中二氧化锰、四氧化三锰和碳酸锂的所需的比例为，摩尔质量比二氧化锰:四氧化三锰:碳酸锂=0.8-1.0:0.4-0.5:2.4-3.0。

进一步地，所述S1中分散机在进行分散的过程中，需调节转速为2800-3000r/min，且需要进行分散混合10-15min，直至混合后的原料均匀、无明显色差和颗粒后在分散机中临时存储。