锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103078106A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103078106103078106A(43)申请公布日2013.05.01(21)申请号201310048948.X(22)申请日2013.02.07(71)申请人湖南汇博新材料有限公司地址410016湖南省长沙市雨花区人民东路46号铭诚国际大厦26楼(72)发明人彭天剑斯钦图雅邓庭宣(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所43008代理人杨斌(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法，该方法包括将锂源化合物与锰源化合物混合搅拌，将所得混合物置于回转窑中升温至400℃～650℃进行预处理，保温1h～8h后降至常温；然后将所得产物置于煅烧炉中升温至750℃～1000℃，煅烧10h～30h，煅烧完成后先以1℃/min～3℃/min的速度降温至550℃～650℃，再冷却至室温，将所得反应产物进行破碎并筛分处理，得到锂离子电池锰酸锂正极材料。本发明的方法工艺简单、成本低廉，该方法制得的锰酸锂正极材料所装配的电池具有优异的循环性能和高比容量，应用前景广阔。CN103078106ACN103786ACN103078106A权利要求书1/1页1.一种锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括将锂源化合物与锰源化合物混合搅拌，将所得混合物置于回转窑中升温至400℃～650℃进行预处理，保温1h～8h后降至常温；然后将所得产物置于煅烧炉中升温至750℃～1000℃，煅烧10h～30h，煅烧完成后先以1℃/min～3℃/min的速度降温至550℃～650℃，再冷却至室温，将所得反应产物进行破碎并筛分处理，得到锂离子电池锰酸锂正极材料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧时的温度为750℃～850℃，煅烧时间为10h～20h，煅烧时的升温速率为3℃/min～5℃/min。3.根据权利要求1所述的锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源化合物中锂元素与所述锰源化合物中锰元素的摩尔比为0.5～0.7∶1。4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源化合物为Li2CO3或LiOH，所述锰源化合物为MnO2、Mn3O4或MnCO3。5.根据权利要求1～3中任一项所述的锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧过程在空气或氧气气氛下进行。2CN103078106A说明书1/4页锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池锰酸锂正极材料的回转窑熔融混合预处理法。背景技术[0002]锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、绿色环保等优点，因此它的出现成为二次电池历史上的一次技术飞跃，并迅速占领了手机、笔记本电脑等便携式电池市场，并且市场上已经推出了以锂离子电池作为动力的混合动力车和纯电动车。[0003]正极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能好坏与成本高低对锂离子电池的发展和应用起着关键性作用。目前，锂离子电池的正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、多元复合材料和磷酸铁锂（LiFePO4）。其中，钴酸锂的电化学性能最好，但价格贵、安全性能差；多元复合材料价格适中，但循环稳定性差、安全性能不理想；磷酸铁锂价格比较便宜，安全性能好，但合成一致性差，能量密度低；尖晶石锰酸锂（LiMn2O4）的电压平台4.1V，与钴酸锂相当，理论容量为148mAh/g左右。早在上个世纪八十年代，Goodenough教授就发现锂离子电池能够在尖晶石结构的锰酸锂中进行电化学的可逆嵌入与脱嵌，从而获得了众多研究者的广泛关注。另外，锰酸锂具有原料丰富、成本低、安全性能好以及对环境友好等优点，故而锰酸锂体系是动力锂离子电池正极材料的首选材料之一。[0004]锰酸锂的生产制备最普遍的是采用固相烧结法、锂源和锰源原材料采用简单的干法或湿法混合方法，这些方法工艺简单，易于控制，是工业化生产普遍采用的方法。锂源和锰源原材料混合方法有干式球磨、湿式（有机溶剂或水溶剂）搅拌等常用混合方式。但是，这些混合方式都不能将原材料充分混合均匀，导致锰酸锂晶体结构中的锰和锂分布不均匀，使结构产生缺陷，从而影响了电池的稳定性和循环寿命，限制了锰酸锂电池的广泛应用。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可改善锰酸锂晶体结构、得到具有较高