专利名称：湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法。
背景技术：
锂离子电池以其工作电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等优点。目前已广泛应用于便携式移动工具、数码产品、人造卫星、航空航天等领域，在电动自行车和汽车等领域也具有非常广阔的前景。目前工业化生产锰酸锂的方法主要是高温固相法。对于固相合成法而言，原料混合的均匀程度和颗粒大小是影响材料合成性能的重要因素，所以不同的混料方式可能会对 物料的混合程度和粒度分布以及合成产物的性能有一定的影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够增强颗粒表面活性使其产生许多新鲜界面有利于离子迁移的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，该法使反应物粒度差减小，改善材料混合的均匀性，促进固相反应的发生，提高材料的电化学性能。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，包括以下步骤(I)、按照配比称量碳酸锂和氢氧化铝放入立式搅拌球磨机中；(2)、往球磨机中加入适量的水开动搅拌开始球磨；(3)、待碳酸锂的粒度磨到一定要求后，按配比加入电解二氧化锰继续搅拌一段时间；(4)、放料，将物料放入烘箱中干燥；(5)、待干燥完成后，用造粒机解碎并造粒，放入气氛炉进行一次煅烧；(6)、将一次煅烧后的物料解碎，进行锂的补充后，二次煅烧。上述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，各反应物质量配比为728 101 3192。上述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法,加水量为600ml。上述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，加入电解二氧化锰继续搅拌时间为30min。上述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，造粒是用3%的聚乙烯醇(PVA)作粘合剂，物料中水分含量18%，干燥温度为150°C。上述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，一次煅烧是在Ih内从室温升温至350°C，在该温度下保温4h，再在Ih内升至930°C保温5h，然后2h降至650°C保温15h，最后自然降温；二次煅烧是在2h内升至650°C保温26h后自然降温。
本发明湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法的优点是采用加水湿法混料的方式，大大提高了物料的混合均匀程度，使得反应物粒度差减小，采用二次煅烧的方式，有效增强了颗粒表面活性使其产生许多新鮮界面有利于离子迁移的混料方法改善了材料混合的均匀性，从而促进了固相反应的发生，提高了材料的电化学性能。
图I为湿法混料改性锰酸锂的SEM图；图2为湿法混料改性锰酸锂的XRD图；图3为湿法混料改性锰酸锂电池循环特性曲线图；图4为湿法混料改性锰酸锂的首次充放电曲线图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进ー步详细说明；实施例I :(I)称量693g碳酸锂IOlg氢氧化铝倒入立式搅拌球磨机中。(2)加入600ml水开始搅拌。(3)碳酸锂磨到大约D50为O. 6um时，加入电解ニ氧化猛3192g,继续搅拌30min
后放料。(4)将物料干燥后倒入自动造粒机中解碎并用3%的聚こ烯醇进行造粒，水分含量 18%。(5)将颗粒于150°C干燥后进行一次烧结。(6) 一次烧结完成后将颗粒解碎，加入碳酸锂35g，混合均匀进行二次煅烧，得最终粉体产物。(7)将粉体做XRD、SEM及电性能分析测试，结果如图I-图4所示。实施例2:(I)称量728g碳酸锂IOlg氢氧化铝倒入立式搅拌球磨机中。(2)加入600ml水开始搅拌。(3)碳酸锂磨到大约D50为O. 6um时，加入电解ニ氧化猛3192g,继续搅拌20min
后放料。(4)将物料干燥后倒入自动造粒机中解碎并用3%的聚こ烯醇进行造粒，水分含量 16%。(5)将颗粒于150°C干燥后进行一次烧结。(6) 一次烧结完成后将颗粒解碎，进行二次煅烧，得最終粉体产物。(7)将粉体做分析测试。实施例3 (I)称量693g碳酸锂IOlg氢氧化铝倒入立式搅拌球磨机中。(2)加入600ml水开始搅拌。(3)碳酸锂磨到大约D50为O. 6um时,加入电解ニ氧化猛3192g,继续搅拌5min后放料。
(4)将物料干燥后倒入自动造粒机中解碎并用3%的聚乙烯醇进行造粒，水分含量 16%。(5)将颗粒于150°C干燥后进行一次烧结。(6) 一次烧结完成后将颗粒解碎，加入碳酸锂35g，混合均匀进行二次煅烧，得最终粉体产物。(7)将粉体做分析测试。当然，上述说明并非是对本发明的限 制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)、按照配比称量碳酸锂和氢氧化铝放入立式搅拌球磨机中； (2)、往球磨机中加入适量的水开动搅拌开始球磨； (3)、待碳酸锂的粒度磨到一定要求后，按配比加入电解二氧化锰继续搅拌一段时间； (4)、放料，将物料放入烘箱中干燥； (5)、待干燥完成后，用造粒机解碎并造粒，放入气氛炉进行一次煅烧； (6)、将一次煅烧后的物料解碎，进行锂的补充后，二次煅烧。
2.根据权利要求I所述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，其特征是各反应物质量配比为728 101 3192。
3.根据权利要求I所述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，其特征是加水量为600ml。
4.根据权利要求I所述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，其特征是加入电解二氧化猛继续搅拌时间为30min。
5.根据权利要求I所述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，其特征是造粒是用3%的聚乙烯醇(PVA)作粘合剂，物料中水分含量18%，干燥温度为150°C。
6.根据权利要求I所述的湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，其特征是一次煅烧是在Ih内从室温升温至350°C，在该温度下保温4h，再在Ih内升至930°C保温5h，然后2h降至650°C保温15h，最后自然降温；二次煅烧是在2h内升至650°C保温26h后自然降温。
全文摘要
本发明公开了一种湿法混料-两步固相反应制备改性锰酸锂的方法，包括以下步骤(1)、按照配比称量碳酸锂和氢氧化铝放入立式搅拌球磨机中；(2)、往球磨机中加入适量的水开动搅拌开始球磨；(3)、待碳酸锂的粒度磨到一定要求后，按配比加入电解二氧化锰继续搅拌一段时间；(4)、放料，将物料放入烘箱中干燥；(5)、待干燥完成后，用造粒机解碎并造粒，放入气氛炉进行一次煅烧；(6)、将一次煅烧后的物料解碎，进行锂的补充后，二次煅烧。采用加水湿法混料的方式，大大提高了物料的混合均匀程度，使得反应物粒度差减小，采用二次煅烧的方式，有效增强了颗粒表面活性使其产生许多新鲜界面有利于离子迁移的混料方法改善了材料混合的均匀性，从而促进了固相反应的发生，提高了材料的电化学性能。
文档编号H01M4/505GK102718264SQ201210164088
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者孙慧英, 孙琦, 张连君 申请人:青岛乾运高科新材料股份有限公司