球形锰酸锂正极材料，做成2025扣电，IC克容量为110mAh/g左右，IC 50周循环效率高达99.6%,高温600C下容量保持率高达99.8%,具有很好的高温稳定性和循环性能。
[0025]实施例3
[0026]一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，(I)制备Al、Ti双掺杂元素球形锰酸锂浆料:以化学二氧化锰为锰源，纳米级Al2O3、纳米级T12为掺杂化合物，以电池级碳酸锂为锂源，采用湿法球磨混合，采用Li/Mn摩尔比为0.58进行混合，掺杂量采用Al/Mn摩尔比为0.02，Ti/Mn摩尔比为0.01进行掺杂，采用酒精为溶剂，球磨方式采用球料比为1:1，混合时间为611，球磨速度为200印111/111；[11，正反转30111；[11/次，得到含41、11掺杂的猛酸锂前躯体楽料。(2)采用喷雾干燥法制备球形锰酸锂前躯体:将液相法所得球磨后湿混物料，以50ML/MIN的加料速度，干燥温度为100 0C对浆料进行喷雾干燥，喷雾后所得物料形貌为球形，粒度D50为10微米左右。(3)将喷雾干燥后的锰酸锂前躯体放入高温气氛炉中进行焙烧，烧结气氛为空气，烧结温度为850°C，以5°C/min的升温速率，采用阶梯式升温序列，并保温15h，自然降低到室温，在过筛分级，得到高性能的球形锰酸锂。按照实施例3所制备出的球形锰酸锂正极材料，做成2025扣电，IC克容量为112mAh/g左右，IC 50周循环效率高达99.6%。
[0027]实施例4
[0028]一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，(I)制备Al、Ti双掺杂元素球形锰酸锂浆料:以四氧化三锰为锰源，纳米级Al2O3、纳米级T12为掺杂化合物，以电池级碳酸锂为锂源，采用湿法球磨混合，采用Li/Mn摩尔比为0.58进行混合，掺杂量采用Al/Mn摩尔比为0.02，Ti/Mn摩尔比为0.0I进行掺杂，采用酒精为溶剂，球磨方式采用球料比为1:1，混合时间为6h，球磨速度为200rpm/min，正反转30min/次，得到含Al、Ti掺杂的猛酸锂前躯体楽料。
(2)采用喷雾干燥法制备球形锰酸锂前躯体:将液相法所得球磨后湿混物料，以50ML/MIN的加料速度，干燥温度为100 °C对浆料进行喷雾干燥，喷雾后所得物料形貌为球形，粒度D50为11微米左右。(3)将喷雾干燥后的锰酸锂前躯体放入高温气氛炉中进行焙烧，烧结气氛为空气，烧结温度为830°C，以5°C/min的升温速率，采用阶梯式升温序列，并保温15h，自然降低到室温，在过筛分级，得到高性能的球形锰酸锂。按照实施例3所制备出的球形锰酸锂正极材料，做成2025扣电，IC克容量为108mAh/g左右，IC 50周循环效率高达99.7%。
[0029]实施例5
[0030]1.制备球形四氧化三锰:以硫酸锰为锰源，与高锰酸钾强氧化性物质，采用液相沉淀的方法，将配制的硫酸锰溶液缓慢滴加到高锰酸钾溶液中，在60 V下不断搅拌2h，并使其陈化，再采用喷雾干燥制备得到球形四氧化三锰。2.制备球形锰酸锂:将得到的球形四氧化三锰与纳米级Al2O3、纳米级T12、碳酸锂进行湿法混合，掺杂量采用Al/Mn摩尔比为0.02，Ti/Mn摩尔比为0.01进行掺杂，采用Li/Mn摩尔比为0.58进行混合，在行星式球磨罐中，采用酒精为溶剂，以10rpm的转速球磨Ih，然后干燥，将混合后的锰锂混合物放入高温气氛炉中进行烧结，烧结气氛为空气，烧结温度为820°C，以5°C/min的升温速率，采用阶梯式升温序列，并保温15h，自然降低到室温，在过筛分级，得到高性能的球形锰酸锂。
【主权项】
1.一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:(I)先采用液相法将锰源和含掺杂元素M的化合物、以及锂源化合物均匀混合，(2)再采用喷雾干燥法制备出球形锰酸锂前躯体，(3)然后进行烧结、粉碎过筛制备出高性能的球形锰酸锂正极材料。2.根据权利要求1所述的一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:锰源为电解二氧化锰、化学二氧化锰或四氧化三锰中的一种或多种;所述含掺杂元素M的化合物为:纳米级或10微米以下的Al203、Ce304、Co304、Mg(0H)2、Ti02中含有Al、Ce、Co、Mg、Ti改善锰酸锂电化学性能的元素中的一种或多种;所述锂源化合物为电池级碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:液相法为采用酒精或水为溶剂，采用行星式球磨方式进行均匀混合，所述球磨方式采用球料比为1-3，混合时间为0.5h-6h，球磨速度为100rpm-300rpm，正反转30_60min/次。4.根据权利要求1所述的一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:源化合物与锰源以摩尔比为0.50-0.60的比例进行富锂型混合，含掺杂元素M的化合物与锰源的摩尔比为0.005-0.05。5.根据权利要求1所述的一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:所述喷雾干燥的物料为步骤(I)液相法所得球磨后湿混物料，加料速度25-50ML/MIN，干燥温度100°C-180°C，喷雾后所得物料为球形，粒度为4-15微米。6.根据权利要求1所述的一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:用高温焙烧的方式制备出高性能球形锰酸锂，高温焙烧其烧结温度在7000C-900°C之间，升温速率为5°C/min-10°C/min，烧结时间在10h-30h之间，自然降温至室温，烧结气氛为空气、氧气。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:所述的球形锰酸锂粒径在5-15微米。8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，其特征在于:球形锰酸锂材料1(:克容量是11011^11/^。
【专利摘要】本发明属于锂离子电池材料和材料学领域。一种高性能球形锰酸锂系正极材料的制备方法，(1)先采用液相法将锰源和含掺杂元素M的化合物、以及锂源化合物均匀混合，(2)再采用喷雾干燥法制备出球形锰酸锂前躯体，(3)然后进行烧结、粉碎过筛制备出高性能的球形锰酸锂正极材料。该制备方法的优点是很好地解决了因掺杂而降低锰酸锂电池容量问题，并有效地提到了锰酸锂电池的循环寿命性能和高低温稳定性，其循环寿命好，具有优良的高低温性能，60℃环境下，电池1C容量保持率高达99.8％。
【IPC分类】H01M4/131, H01M4/505, H01M10/0525, H01M4/1391
【公开号】CN105591094
【申请号】CN201610004716
【发明人】吴奎辰, 肖伶俐, 吴清国
【申请人】浙江瓦力新能源科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年1月5日