[发明专利]一种球型锰酸锂材料的制备方法

说明书

本发明涉及锰酸锂材料制备领域，具体是一种球型锰酸锂材料的制备方法，包括以下步骤：S1.原料混合：按所需配比称取锰氧化物、锂源化合物、金属离子物质三种原料，之后将原料投入混合设备中混合，从而将原料混合均匀；S2.初次烧结：将上一步混合好的原料送入马弗炉中，而后启动马弗炉对混合好的原料进行预烧，从而得到锰酸锂材料，所得成品分子式为Li1+aMn2‑aO4，0≤a≤0.2；S3.胶液配置：按所需配比称取胶液所需的原材料。本发明有益效果研磨时加入胶液，使得胶液均匀包覆在锰酸锂材料表面，从而提高锰酸锂的克容量和高温循环性能，以便于提高锰酸锂电池的使用寿命，制备锰酸锂时采用纳米电解MnO₂、Mn3O4及LiOH制备，可以提高锰酸锂材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及锰酸锂材料制备领域，具体是一种球型锰酸锂材料的制备方法。

背景技术

锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一，相比钴酸锂等传统正极材料，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，是理想的动力电池正极材料。

中国专利号CN107565122A提供一种掺杂型镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。其制备的具体工艺如下：将镍钴锰前驱体，铌源和锂盐按一定的比例球磨混合，经过预烧，二次球磨，高温气氛炉中煅烧等操作得到掺杂型镍钴锰酸锂正极材料。

中国专利号CN104600281A提供一种锰酸锂材料的制备方法，其特征是：先将锂源和锰源按照摩尔比混合均匀，放入箱式电阻炉中高温烧结，冷却至室温得到锰酸锂材料。

目前，现有锰酸锂材料制备的电池体积比容量低、循环性能较差、高温循环衰减快，使得锰酸锂电池使用寿命较低，同时现有锰酸锂制备采用的大都为锰盐、锂盐，使得制备的锰酸锂电化学性能较差，因此亟需研发一种球型锰酸锂材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球型锰酸锂材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的锰酸锂制成的电池使用寿命低与采用锰盐、锂盐制备的的锰酸锂电化学性能较差的问题。

本发明的技术方案是：一种球型锰酸锂材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.原料混合：按所需配比称取锰氧化物、锂源化合物、金属离子物质三种原料，之后将原料投入混合设备中混合，从而将原料混合均匀；

S2.初次烧结：将上一步混合好的原料送入马弗炉中，而后启动马弗炉对混合好的原料进行预烧，从而得到锰酸锂材料，所得成品分子式为Li1+aMn2-aO4，0≤a≤0.2；

S3.胶液配置：按所需配比称取胶液所需的原材料，而后将原材料放入高速搅拌机中混合，从而得到胶液；

S4.研磨混合：将上一步配置好的胶液同一次烧结后的锰酸锂按照一定的比例加入到球磨机中进行湿法球磨，在球磨的过程中，胶液均匀的粘附在锰酸锂材料的表面；

S5.造粒烘干：待上一步球磨完后，再将锰酸锂同胶液混合物一起打入造粒干燥设备中，进行干燥，同时在干燥的过程中完成造粒，造粒后的颗粒大小均匀，球形度好；

S6.二次烧结：将上一步造粒结束的锰酸锂颗粒再次送入马弗炉中，而后启动马弗炉对造粒呈球形的原料进行预烧，从而得到成品的锰酸锂材料。

进一步地，所述S1中锰氧化物、锂源化合物的质量比例为1-1.1:2，且锰氧化物为纳米电解MnO₂和Mn3O4，锂源化合物为LiOH。

进一步地，所述纳米电解MnO₂与Mn3O4纯度大于99%，且LiOH大于95%。

进一步地，所述S1中金属离子物质稀土元素La与Ce、Nd中的一种或者多种。

进一步地，所述S1中混合时采用不同的频率对原料进行混合，且混合时间为0.5-3h。

进一步地，所述S2中预烧时间为5-12h，预烧温度温度为400-800℃。