[发明专利]一种复合原料生产锰酸锂的方法

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种复合原料生产锰酸锂的方法，包括以下原料：MnO2、Mn3O4、Li2CO3和改性添加剂；锰酸锂生产包括以下步骤：S1、粉碎；S2、过筛；S3、混合；S4、烧结；S5、破碎；S6、筛分；S7、包装；所述S3中，以Mn：Li的摩尔比为2：1.08‑1.2进行配比混料；所述S4中，包括以下步骤：一次烧成：将混合好的原材料加热至800‑850度，保温6‑12小时，自然降温；两次烧成：将混合好的原材料加热至500‑600度，保温4‑8小时，做为预烧，经预烧后的物料，无视通风条件，采用大匣钵进行烧成，加热至800‑850度。本发明的有益效果节约了资源及材料成本，免除了强制通风，减少了因通风带走的热损失。大幅降低了烧成的能耗，降低了烧制成本，可以采用更加灵活的烧结堆叠方式。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种复合原料生产锰酸锂的方法。

背景技术

锰酸锂材料（LiMn2O4）做为锂离子电池的正极材料，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。对于锰酸锂材料的生产方法，目前行业内主流的合成方法为高温固相法，既选择锂、锰的氧化物或碳酸物等固态化合物，按一定比例混合均匀，通过高温灼烧使其反应生成锰酸锂材料。

中国专利号CN109192963A提供一种磷酸铁锰锂复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将锂源、铁源、锰源和磷源在溶剂中按照摩尔配比(0.8-1.01)：x：(1-x)：1混合，调节pH值反应后得到磷酸铁锰锂中间体；B)将所述磷酸铁锰锂中间体热处理，得到磷酸铁锰锂前驱体；C)将所述磷酸铁锰锂前驱体、锂源、碳源、水和添加剂混合，再依次经过研磨、干燥与热处理，得到磷酸铁锰锂复合材料；所述锂源为所述磷酸铁锰锂前驱体的0.1-2wt％。

现有的在采用电解二氧化锰、四氧化三锰、碳酸锰等锰的氧化物或碳酸物作为前驱体，配以锂原料进行高温固相法生产锰酸锂材料的方法中，烧结反应均会有吸氧或放氧。这就要求在烧结过程中强制通风、排风，不断地调整烧结气氛，以促进反应正常进行。并且，由于需要吸氧或放氧，必须保证物料与空气有充分的接触面，所以就必须对装载量有所限制，不可堆叠过多，造成烧结反应不完全，电性能恶化等后果。

由于单独的需要氧气参与反应，或是反应放出氧气需要排除，在一定程度上制约了化学反应的发生，使材料烧结过程延长，材料结构中氧空位增加，造成性能下降。并且，由于强制通风，使得窑炉的热损失增大，窑炉的保温功率增大，造成了大量能源的浪费。同时，由于对装载量有所限制，就减小了产能，造成能源、资源的浪费的缺点，因此亟需研发一种复合原料生产锰酸锂的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合原料生产锰酸锂的方法，以解决上述背景技术中提出的由于强制通风，使得窑炉的热损失增大，窑炉的保温功率增大，造成了大量能源的浪费。同时，由于对装载量有所限制，就减小了产能，造成能源、资源的浪费问题。

本发明的技术方案是：一种复合原料生产锰酸锂的方法，包括以下原料：MnO2、Mn3O4、Li2CO3和改性添加剂；

锰酸锂生产包括以下步骤：S1、粉碎；S2、过筛；S3、混合；S4、烧结；S5、破碎；S6、筛分；S7、包装；

所述S3中，以Mn：Li的摩尔比为2：1.08-1.2进行配比混料；

所述S4中，包括以下步骤：

一次烧成：将混合好的原材料加热至800-850度，保温6-12小时，自然降温；

两次烧成：将混合好的原材料加热至500-600度，保温4-8小时，做为预烧，经预烧后的物料，无视通风条件，采用大匣钵进行烧成，加热至800-850度，保温8-15小时，完成烧结过程。

进一步地，采用MnO2与Mn3O4共同作为前驱体生产锰酸锂的基础工艺方法，MnO2与Mn3O4及Li2CO3的比例为：