一种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*CN102299315A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102299315A(43)申请公布日2011.12.28(21)申请号201110202504.8(22)申请日2011.07.20(71)申请人彩虹集团公司地址712021陕西省咸阳市彩虹路1号(72)发明人王少卿(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种锰酸锂正极材料的制备方法(57)摘要本发明提供了一种锰酸锂正极材料的制备方法，将碳酸锂、二氧化锰和掺杂剂以Li∶Mn∶掺杂离子为(0.5～0.65)∶(1∶～1.2)∶(0.01～0.02)的比例均匀混合后，置于坩埚中，于微波烧结炉内以3kW加热8h，再以800W保持8h，得到结晶度好、物相均匀的锰酸锂，最后将所得到的锰酸锂洗涤、过滤、烘干后过200目筛后，即得锰酸锂正极材料。由本发明方法得到的锰酸锂正极材料一方面解决了固相法合成中物料受热不均匀的弊端，得到结晶度好的锰酸锂，提高了锰酸锂的循环性能和容量。另一方面通过微波烧结使得烧结时间大大降低，节约大量电力资源，达到节能减排的目的。CN102935ACCNN110229931502299324A权利要求书1/1页1.一种锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：将碳酸锂、二氧化锰和掺杂剂以Li∶Mn∶掺杂离子为(0.5～0.65)∶(1∶～1.2)∶(0.01～0.02)的比例均匀混合后，置于坩埚中，于微波烧结炉内以3kW加热8h，再以800W保持8h，得到结晶度好、物相均匀的锰酸锂，最后将所得到的锰酸锂洗涤、过滤、烘干后过200目筛后，即得锰酸锂正极材料。2.如权利要求1所述的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述掺杂剂选自MgCO3、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Co2O3、V2O5以及稀土氧化物中的一种或几种。3.如权利要求1或2所述的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述Li∶Mn∶掺杂离子为(0.5～0.6)∶(1∶～1.1)∶(0.01～0.015)。4.如权利要求1或2所述的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述Li∶Mn∶掺杂离子为(0.6～0.65)∶(1.1∶～1.2)∶(0.015～0.02)。5.如权利要求1所述的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述烘干温度为150℃。2CCNN110229931502299324A说明书1/2页一种锰酸锂正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种锂离子电池正极材料制备方法，特别是一种锰酸锂正极材料的制备方法。背景技术[0002]在锂离子电池中，正极材料是其最重要的组成部分，也是决定锂离子电池性能的关键。尖晶石型LiMn2O4是近年来被广泛关注的锂离子极材料之一，与目前商业用正极材料LiCoO2相比具有资源丰富、价格低廉、无毒无污染等优点，尖晶石锰酸锂的主体结构是由氧离子作规则的立方紧密堆积组成，锂离子和锰离子分别占据在四面体和八面体空隙中，它的最简式为LiMn2O4，具有Fd3m(No.227)的空问群，锂离子分布在锰氧八面体周围的三维孔道中，从而保证它在孔道中的迁移，使充放电过程具有良好的循环性能。[0003]尖晶石型LiMn2O4相对于金属锂的嵌入.脱出电位在4V左右，与LiCoO2和LiNiO2接近。锰的自然资源丰富，在锂离子电池的大量使用中可以保持低成本。而且锰化合物在电池行业中使用的历史很长，对锰化合物的处理和回收的经验丰富，不会对环境造成很大的污染。[0004]研究表明，合成方法对产物结构和性能具有重要的影响，因此，发展新的方法来制备尖晶石型LiMn2O4材料成为改进其性能的重要途径之一。目前常用来制备LiMn2O4的方法主要为传统固相法，此方法简单快捷，但混料不均，原料受热不均匀，物相纯度受到局限，且电力消耗巨大，成本较高能耗大，产品性能较差。发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种锰酸锂正极材料的制备方法，解决了固相法合成中物料受热不均匀的弊端，得到结晶度好的锰酸锂，提高了锰酸锂的循环性能和容量。[0006]为解决以上技术问题，本发明提供了一种锰酸锂正极材料的制备方法，将碳酸锂、二氧化锰和掺杂剂以Li∶Mn∶掺杂离子为(0.5～0.65)∶(1∶～1.2)∶(0.01～0.02)的比例均匀混合后，置于坩埚中，于微波烧结炉内以3kW加热8h，再以800W保持8h，得到结晶度好、物相均匀的锰酸锂，最后将所得到的锰酸锂洗涤、过滤、烘干后过200目筛后，即得锰酸锂正极材料。[0007]作为本发明的最佳实施例，所述掺杂剂选自MgCO3、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Co2