一种锰酸锂的生产方法
【专利摘要】本发明提供了一种锰酸锂的生产方法，该方法包括以下步骤：首先取电解二氧化锰、四氧化三锰、碳酸锂作为原材料，以Mn:Mn:Li的摩尔比为5:3:5进行配比混料，以干混获得充分混合均匀的原材料；之后将混合好的原材料加热至500～550℃，保温1～2小时；将预烧好的材料压块后叠放进烧；烧成温度为800～900℃，保温3～5小时，然后自然降温，完成烧结过程，即获得制品。本发明缩短了锰酸锂的烧成时间，减少了锂元素在烧结过程中的挥发，节约了资源及材料成本，增加了产能。
【专利说明】一种锰酸锂的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源材料制备【技术领域】，尤其涉及一种锰酸锂的生产方法。
【背景技术】
[0002]近年来，锰酸锂材料做为锂离子电池的正极材料，被大量应用于通讯、电动工具、电动自行车及电动汽车动力电池等领域。对于锰酸锂材料的生产方法，目前行业内主流的合成方法为高温固相法，即选择锂、锰的氧化物或碳酸物等固态化合物，通过高温灼烧使其反应生成锰酸锂材料。
[0003]在现有的采用电解二氧化锰(EMD)、四氧化三锰、碳酸锰等锰的氧化物或碳酸物作为前驱体，配以锂元进行高温固相法生产锰酸锂材料的方法中，烧结反应均会有吸氧或放氧。这就要求在烧结过程中强制通风，不断地调整烧结气氛，以促进反应正常进行。并且，由于需要吸氧或放氧，必须保证物料与空气有充分的接触面，所以就必须对装载量有所限制。由于强制通风，使得窑炉的热损失增大，窑炉的保温功率增大，造成了大量能源的浪费。由于对装载量有所限制，就减小了产能，造成能源、资源的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种锰酸锂的生产方法，以缩短烧成时间，减少锂元素在烧结过程中的挥发，节约资源及材料成本，增加产能。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0006]本发明一种锰酸锂的生产方法，包括以下步骤:
[0007](a)原料的混合:取电解二氧化锰、四氧化三锰、碳酸锂作为原材料，以Mn:Mn:Li的摩尔比为5:3:4.5?5进行配比混料，以干混获得充分混合均匀的原材料；
[0008](b)预烧:将混合好的原材料加热至500?550°C，保温I?2小时；
[0009](c)增大装载量:将预烧好的材料压块后叠放进烧；
[0010](d)烧成:烧成温度为800?900°C，保温3?5小时，然后自然降温，完成烧结过程。
[0011 ] 优选地，在所述步骤(a)中，将预烧好的材料在承烧介质中充分振实后再进烧。
[0012]优选地，在所述步骤(d)中，所述烧成温度为850°C。
[0013]优选地，在所述步骤(a)中，加入氧化铝粉末，所述加入的氧化铝粉末以质量百分比计为2%。
[0014]优选地，在所述步骤(a)中，加入氧化钴粉末，所述加入的氧化钴粉末以质量百分比计为1%。
[0015]优选地，在所述步骤(a)中，同时加入氧化铝粉末和氧化钴粉末，所述加入的氧化钴粉末以质量百分比计为2%，所述加入的氧化钴粉末以质量百分比计为1%。
[0016]本发明所达到的有益效果是:
[0017](I)本发明采用四氧化三锰、电解二氧化锰共同作为前驱物，再配以适当的锂元材料进行锰酸锂的生产。在烧结反应阶段，二氧化锰反应放的氧正好被需要吸氧反应的四氧化三锰吸收，这样在材料内部已经完成了对氧元素的交换，不需要再与空气中的氧进行交换。由于原料中可以提供反应所需的氧，不需要通过增大物料与空气的接触面来增加反应速率，所以，可以将常规的锰酸锂烧成的高温保温时间由原来的10小时以上缩至原来的1/3至1/2。缩短了烧成时间，增加产能。
[0018](2)由于烧成时间缩短，减少了锂元素在烧结过程中的挥发，所以在配料时，原锂元材料减少其常规配比的5%?10%，节约了资源及材料成本。
[0019](3)由于不需要强制排风来增加通气量，免除了强制通风，减少了因通风带走的热损失，大幅降低了烧成的能耗，降低了烧制成本。
[0020]( 4 )由于不需要对烧结气氛进行调节，在大批量生产情况下，各烧成部位材料性能的一致性更佳，材料烧成后的循环寿命比单用二氧化锰合成的增加10% (以容量保持率80%计算)。
【具体实施方式】
[0021]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]实施例1
[0023]首先取电解二氧化锰87kg、四氧化三锰45.8kg、碳酸锂33.3kg作为原材料，以Mn:Mn:Li的摩尔比为5:3:4.5进行配比混料，以干混获得充分混合均匀的原材料；之后将混合好的原材料加热至500°C，保温2小时；将预烧好的材料压块后叠放进烧；烧成温度为800°C，保温5小时，然后自然降温，完成烧结过程，即获得制品。
[0024]实施例2
[0025]首先取电解二氧化锰87kg、四氧化三锰45.8kg、碳酸锂37kg作为原材料，以Mn:Mn:Li的摩尔比为5:3:5进行配比混料，并掺入3.4kg的氧化铝粉末，以干混获得充分混合均匀的原材料；之后将混合好的原材料加热至550°C，保温2小时；将预烧好的材料压块后叠放进烧；烧成温度为850°C，保温3小时，然后自然降温，完成烧结过程，即获得制品。
[0026]实施例3
[0027]首先取电解二氧化锰87kg、四氧化三锰45.8kg、碳酸锂37kg作为原材料，以Mn:Mn: Li的摩尔比为5:3:5进行配比混料，并掺入1.7kg的氧化钴粉末，以干混获得充分混合均匀的原材料；之后将混合好的原材料加热至550°C，保温2小时；将预烧好的材料压块后叠放进烧；烧成温度为900°C，保温3小时，然后自然降温，完成烧结过程，即获得制品。
[0028]实施例4
[0029]首先取电解二氧化锰87kg、四氧化三锰45.8kg、碳酸锂37kg作为原材料，以Mn:Mn:Li的摩尔比为5:3:5进行配比混料，并掺入3.4kg的氧化铝粉末，以干混获得充分混合均匀的原材料；之后将混合好的原材料加热至550°C，保温2小时；将预烧好的材料在承烧介质中充分振实后再进烧；烧成温度为850°C，保温3小时，然后自然降温，完成烧结过程，即获得制品。
[0030]表一
[0031]
【权利要求】
1.一种锰酸锂的生产方法，其特征在于包括以下步骤: (a)原料的混合:取电解二氧化猛、四氧化三猛、碳酸锂作为原材料，以Mn:Mn:Li的摩尔比为5:3:4.5?5进行配比混料，以干混获得充分混合均匀的原材料； (b)预烧:将混合好的原材料加热至500?550°C，保温I?2小时； (c)增大装载量:将预烧好的材料压块后叠放进烧； Cd)烧成:烧成温度为800?900°C，保温3?5小时，然后自然降温，完成烧结过程。
2.如权利要求1所述的一种锰酸锂的生产方法，其特征在于:在所述步骤(a)中，将预烧好的材料在承烧介质中充分振实后再进烧。
3.如权利要求1所述的一种锰酸锂的生产方法，其特征在于:在所述步骤(d)中，所述烧成温度为850°C。
4.如权利要求1-3任一所述的一种锰酸锂的生产方法，其特征在于:在所述步骤(a)中，加入氧化铝粉末，所述加入的氧化铝粉末以质量百分比计为2%。
5.如权利要求1-3任一所述的一种锰酸锂的生产方法，其特征在于:在所述步骤(a)中，加入氧化钴粉末，所述加入的氧化钴粉末以质量百分比计为1%。
6.如权利要求1-3任一所述的一种锰酸锂的生产方法，其特征在于:在所述步骤(a)中，同时加入氧化铝粉末和氧化钴粉末，所述加入的氧化钴粉末以质量百分比计为2%，所述加入的氧化钴粉末以质量百分比计为1%。
【文档编号】H01M4/505GK103618078SQ201310421003
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】马岩华 申请人:无锡晶石新型能源有限公司