專利名稱：濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料技術領域，具體涉及濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法。
背景技術：
鋰離子電池以其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)性能好、自放電小、無記憶效應等優(yōu)點。目前已廣泛應用于便攜式移動工具、數(shù)碼產(chǎn)品、人造衛(wèi)星、航空航天等領域，在電動自行車和汽車等領域也具有非常廣闊的前景。目前工業(yè)化生產(chǎn)錳酸鋰的方法主要是高溫固相法。對于固相合成法而言，原料混合的均勻程度和顆粒大小是影響材料合成性能的重要因素，所以不同的混料方式可能會對 物料的混合程度和粒度分布以及合成產(chǎn)物的性能有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種能夠增強顆粒表面活性使其產(chǎn)生許多新鮮界面有利于離子遷移的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，該法使反應物粒度差減小，改善材料混合的均勻性，促進固相反應的發(fā)生，提高材料的電化學性能。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是一種濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，包括以下步驟(I)、按照配比稱量碳酸鋰和氫氧化鋁放入立式攪拌球磨機中；(2)、往球磨機中加入適量的水開動攪拌開始球磨；(3)、待碳酸鋰的粒度磨到一定要求后，按配比加入電解二氧化錳繼續(xù)攪拌一段時間；(4)、放料，將物料放入烘箱中干燥；(5)、待干燥完成后，用造粒機解碎并造粒，放入氣氛爐進行一次煅燒；(6)、將一次煅燒后的物料解碎，進行鋰的補充后，二次煅燒。上述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，各反應物質(zhì)量配比為728 101 3192。上述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法,加水量為600ml。上述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，加入電解二氧化錳繼續(xù)攪拌時間為30min。上述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，造粒是用3%的聚乙烯醇(PVA)作粘合劑，物料中水分含量18%，干燥溫度為150°C。上述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，一次煅燒是在Ih內(nèi)從室溫升溫至350°C，在該溫度下保溫4h，再在Ih內(nèi)升至930°C保溫5h，然后2h降至650°C保溫15h，最后自然降溫；二次煅燒是在2h內(nèi)升至650°C保溫26h后自然降溫。
本發(fā)明濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法的優(yōu)點是采用加水濕法混料的方式，大大提高了物料的混合均勻程度，使得反應物粒度差減小，采用二次煅燒的方式，有效增強了顆粒表面活性使其產(chǎn)生許多新鮮界面有利于離子遷移的混料方法改善了材料混合的均勻性，從而促進了固相反應的發(fā)生，提高了材料的電化學性能。


圖I為濕法混料改性錳酸鋰的SEM圖；圖2為濕法混料改性錳酸鋰的XRD圖；圖3為濕法混料改性錳酸鋰電池循環(huán)特性曲線圖；圖4為濕法混料改性錳酸鋰的首次充放電曲線圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明做進ー步詳細說明；實施例I :(I)稱量693g碳酸鋰IOlg氫氧化鋁倒入立式攪拌球磨機中。(2)加入600ml水開始攪拌。(3)碳酸鋰磨到大約D50為O. 6um時，加入電解ニ氧化猛3192g,繼續(xù)攪拌30min
后放料。(4)將物料干燥后倒入自動造粒機中解碎并用3%的聚こ烯醇進行造粒，水分含量 18%。(5)將顆粒于150°C干燥后進行一次燒結。(6) 一次燒結完成后將顆粒解碎，加入碳酸鋰35g，混合均勻進行二次煅燒，得最終粉體產(chǎn)物。(7)將粉體做XRD、SEM及電性能分析測試，結果如圖I-圖4所示。實施例2:(I)稱量728g碳酸鋰IOlg氫氧化鋁倒入立式攪拌球磨機中。(2)加入600ml水開始攪拌。(3)碳酸鋰磨到大約D50為O. 6um時，加入電解ニ氧化猛3192g,繼續(xù)攪拌20min
后放料。(4)將物料干燥后倒入自動造粒機中解碎并用3%的聚こ烯醇進行造粒，水分含量 16%。(5)將顆粒于150°C干燥后進行一次燒結。(6) 一次燒結完成后將顆粒解碎，進行二次煅燒，得最終粉體產(chǎn)物。(7)將粉體做分析測試。實施例3 (I)稱量693g碳酸鋰IOlg氫氧化鋁倒入立式攪拌球磨機中。(2)加入600ml水開始攪拌。(3)碳酸鋰磨到大約D50為O. 6um時,加入電解ニ氧化猛3192g,繼續(xù)攪拌5min后放料。
(4)將物料干燥后倒入自動造粒機中解碎并用3%的聚乙烯醇進行造粒，水分含量 16%。(5)將顆粒于150°C干燥后進行一次燒結。(6) 一次燒結完成后將顆粒解碎，加入碳酸鋰35g，混合均勻進行二次煅燒，得最終粉體產(chǎn)物。(7)將粉體做分析測試。當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限 制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)、按照配比稱量碳酸鋰和氫氧化鋁放入立式攪拌球磨機中； (2)、往球磨機中加入適量的水開動攪拌開始球磨； (3)、待碳酸鋰的粒度磨到一定要求后，按配比加入電解二氧化錳繼續(xù)攪拌一段時間； (4)、放料，將物料放入烘箱中干燥； (5)、待干燥完成后，用造粒機解碎并造粒，放入氣氛爐進行一次煅燒； (6)、將一次煅燒后的物料解碎，進行鋰的補充后，二次煅燒。
2.根據(jù)權利要求I所述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，其特征是各反應物質(zhì)量配比為728 101 3192。
3.根據(jù)權利要求I所述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，其特征是加水量為600ml。
4.根據(jù)權利要求I所述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，其特征是加入電解二氧化猛繼續(xù)攪拌時間為30min。
5.根據(jù)權利要求I所述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，其特征是造粒是用3%的聚乙烯醇(PVA)作粘合劑，物料中水分含量18%，干燥溫度為150°C。
6.根據(jù)權利要求I所述的濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，其特征是一次煅燒是在Ih內(nèi)從室溫升溫至350°C，在該溫度下保溫4h，再在Ih內(nèi)升至930°C保溫5h，然后2h降至650°C保溫15h，最后自然降溫；二次煅燒是在2h內(nèi)升至650°C保溫26h后自然降溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濕法混料-兩步固相反應制備改性錳酸鋰的方法，包括以下步驟(1)、按照配比稱量碳酸鋰和氫氧化鋁放入立式攪拌球磨機中；(2)、往球磨機中加入適量的水開動攪拌開始球磨；(3)、待碳酸鋰的粒度磨到一定要求后，按配比加入電解二氧化錳繼續(xù)攪拌一段時間；(4)、放料，將物料放入烘箱中干燥；(5)、待干燥完成后，用造粒機解碎并造粒，放入氣氛爐進行一次煅燒；(6)、將一次煅燒后的物料解碎，進行鋰的補充后，二次煅燒。采用加水濕法混料的方式，大大提高了物料的混合均勻程度，使得反應物粒度差減小，采用二次煅燒的方式，有效增強了顆粒表面活性使其產(chǎn)生許多新鮮界面有利于離子遷移的混料方法改善了材料混合的均勻性，從而促進了固相反應的發(fā)生，提高了材料的電化學性能。
文檔編號H01M4/505GK102718264SQ201210164088
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者孫慧英, 孫琦, 張連君 申請人:青島乾運高科新材料股份有限公司