湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法
【专利摘要】本发明公开了一种湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，该方法包括以下步骤：先制备LiOH溶液，加入固相的MnO2为晶核，LiOH·H2O晶体从LiOH溶液中析出，并在MnO2颗粒表面生长，以达到LiOH和MnO2充分混合均匀；蒸发至溶液完成蒸干后，两次烧结破碎筛分即得产品。本方法克服了固相混料混合不均匀的现象，改善了原料混合的均匀度，从而可以提高锰酸锂产品的质量，锰酸锂的克容量达到了128mAh/g。
【专利说明】湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锂电池正极材料锰酸锂的生产方法，具体涉及一种采用湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法。
【背景技术】
[0002]目前国内外的锰酸锂生产工艺主要以固相混合高温合成法为主，所采用的锰源基本为电解MnO2,锂源有Li2C03、LiOH.H2O和LiNO3等。传统的固相混合过程中，由于原料的粒度不同、硬质不同、比重不同等因素，会导致原料在混合的时候出现混合不够均匀的现象，进而影响制备的锰酸锂的质量。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中生产锰酸锂的原料混合不均匀的问题，本发明提供一种采用湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，该方法采用固相MnO2做锰源，LiOH溶液做锂源，以达到LiOH与MnO2混合均匀。
[0004]为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案:
[0005]一种湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一:将LiOH.H2O溶解后制备LiOH溶液；
[0007]步骤二:配料:将MnO2加入步骤一的LiOH溶液中，得到固液混合物；
[0008]步骤三:前期蒸发:将步骤二的固液混合物在搅拌状态下加热蒸发，蒸发至出现晶体；
[0009]步骤四:加入粘合剂及后期蒸发:向步骤三中加入粘合剂，在搅拌状态下加热蒸发，蒸发至有明显胶体出现并溶液完全蒸干；
[0010]步骤五:一次烧结并进行破碎筛分，将步骤四所得混合物进行一次烧结后，并进行破碎筛分；筛分采用100?200目的筛网进行筛分，取筛下物。
[0011]步骤六:二次烧结并进行破碎筛分，将步骤五所得物质进行二次烧结后，并进行破碎筛分。筛分采用100?200目的筛网进行筛分，取筛下物。
[0012]步骤七:除铁:将步骤六获得产品通过除铁器除铁。
[0013]在上述的方法中，所述的LiOH.H2O与MnO2的摩尔比为(0.8:2)?(1.3:2)。
[0014]在上述的方法中，所述的粘合剂为聚乙烯醇。
[0015]在上述的方法中，所述的聚乙烯醇与LiOH.H2O的质量之比为1:(5?7)。
[0016]在上述的方法中，所述的一次烧结具体操作为将步骤三所得的混合物按照I?30C /min的升温速率升温至680?850°C，并保温7?16h，然后按照I?3°C /min的降温速率降至80?300°C，再自然冷却。
[0017]在上述的方法中，所述的第二次烧结具体操作为将步骤四所得的物质按照I?30C /min的升温速率升温至680?900°C，并保温7?16h，然后按照I?3°C /min的降温速率降至80?300°C，再自然冷却。[0018]本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果:
[0019](I)本发明制备锰酸锂的方法先制备LiOH溶液，加入固相的MnO2为晶核，LiOH -H2O晶体从LiOH溶液中析出，并在MnO2颗粒表面生长，以达到LiOH和MnO2充分混合均匀，克服了固相混料混合不均匀的现象，改善了原料混合的均匀度，从而可以提高锰酸锂产品的质量。
[0020](2)采用本方法制备的锰酸锂，克容量达到了 128mAh/g，比普通固相混合高温合成法获得的锰酸锂克容量更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合本发明的实施例和附图对本发明作进一步的阐述和说明。
[0023]实施例1:
[0024]根据L1:Mn的摩尔比=0.8:2的比例进行实验，称取170gLi0H.H2O,溶于水，过滤得到澄清的LiOH溶液。
[0025]称取SSOgMnO2加入到所得的澄清的LiOH溶液中。搅拌并加热蒸发，蒸发至表面有晶体出现的时候，加入25g聚乙烯醇，继续搅拌蒸发至溶液完全蒸干。
[0026]将所得的混合物以30C /min的升温速率升温到850°C，在850°C下保温16h后以rc /min的降温速率降温至80°C，自然冷却到常温后，破碎过200目筛。取筛下物以3°C /min的升温速率升温到690°C，在690°C下保温16h后以1°C /min的降温速率降温至80°C，自然冷却到常温后，破碎后过200目筛。取筛下物通过除铁器除铁以后，得到产品。
[0027]对比实施例1:
[0028]对比实施例1采用固相混合法制备锰酸锂:
[0029]根据L1:Mn的摩尔比=0.8:2的比例进行，称取150gLi2C03与880gMn02放入球磨机进行混合，混合IOh后取出样品。
[0030]将所得的混合物以3 V /min的升温速率升温到850 V，在850 V下保温16h后以rc /min的降温速率降温至80°C，自然冷却到常温后，破碎过200目筛。取筛下物以3°C /min的升温速率升温到690°C，在690°C下保温16h后以1°C /min的降温速率降温至80°C，自然冷却到常温后，破碎后过200目筛。取筛下物通过除铁器除铁以后，得到产品。
[0031 ] 广品检验结果见表1:
[0032]表1:实施例1和对比实施例1的性能数据
[0033]
【权利要求】
1.一种湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一:将LiOH.H2O溶解后制备LiOH溶液； 步骤二:配料:将MnO2加入步骤一的LiOH溶液中，得到固液混合物； 步骤三:前期蒸发:将步骤二的固液混合物在搅拌状态下加热蒸发，蒸发至出现晶体；步骤四:加入粘合剂及后期蒸发:向步骤三中加入粘合剂，在搅拌状态下加热蒸发，蒸发至有明显胶体出现并溶液完全蒸干； 步骤五:一次烧结并进行破碎筛分，将步骤四所得混合物进行一次烧结后，并进行破碎筛分； 步骤六:二次烧结并进行破碎筛分，将步骤五所得物质进行二次烧结后，并进行破碎筛分。 步骤七:除铁:将步骤六获得产品通过除铁器除铁。
2.根据权利要求1所述的湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，其特征在于所述的LiOH.H2O与MnO2的摩尔比为(0.8:2)?(1.3:2)。
3.根据权利要求1所述的湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，其特征在于所述的粘合剂为聚乙烯醇。
4.根据权利要求3所述的湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，其特征在于所述的聚乙烯醇与LiOH.H2O的质量之比为1: (5?7)。
5.根据权利要求1所述的湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，其特征在于所述的一次烧结具体操作为将步骤四所得的混合物按照I?3°C /min的升温速率升温至680?850°C，并保温7?16h，然后按照I?3°C /min的降温速率降至80?300°C，再自然冷却。
6.根据权利要求1所述的湿法混料生产锂电池正极材料锰酸锂的方法，其特征在于所述的第二次烧结具体操作为将步骤五所得的物质按照I?3°C /min的升温速率升温至680?900°C，并保温7?16h，然后按照I?3°C /min的降温速率降至80?300°C，再自然冷却。
【文档编号】H01M4/525GK103490056SQ201310440289
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】陈思伟, 胡诗为, 金和山, 苏华彬, 段平安 申请人:四川国理锂材料有限公司