一种锰酸锂电池材料的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种锰酸锂电池材料的生产方法，主要包括以下几个步骤：混料、预烧、粉碎分级、多次烧结、冷却和粉碎过筛。本发明专利技术解决的技术问题在于克服现有技术的锰酸锂生产方法法制备时间长，工艺复杂，成本较高，生产效率低，并且杂质含量高的缺陷，提供一种锰酸锂电池材料的生产方法。所述一种锰酸锂电池材料的生产方法具有制备工艺简单，生产效率高，成本低，并且所得的锰酸锂纯度高等特点。

A Production Method of Lithium Manganate Battery Material

The invention discloses a production method of lithium manganate battery material, which mainly comprises the following steps: mixing, pre-burning, grinding and grading, multiple sintering, cooling and grinding and sieving. The technical problem solved by the invention is to overcome the shortcomings of the production method of lithium manganate in the prior art, such as long preparation time, complex process, high cost, low production efficiency and high impurity content, and to provide a production method of lithium manganate battery material. The production method of the lithium manganate battery material has the advantages of simple preparation process, high production efficiency, low cost and high purity of the obtained lithium manganate.

【技术实现步骤摘要】
一种锰酸锂电池材料的生产方法
本专利技术涉及能源生产
，具体为一种锰酸锂电池材料的生产方法。
技术介绍
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，并使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，因此锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经逐渐成为了主流。锂电池大致可分为锂金属电池和锂离子电池两类，锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料，金属锂或其合金金属为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，而锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料，石墨为负极材料，使用非水电解质的电池。锰酸锂电池是指正极使用锰酸锂材料的电池，锰酸锂电池其标称电压在2.5～4.2v，由于其成本低，安全性好因而被广泛使用。生产锰酸锂电池需要用到锰酸锂，锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂，它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点。尖晶石型锰酸锂的合成方法有很多种，主要有高温固相法、熔融浸渍法、微波合成法、溶胶凝胶法、乳化干燥法、共沉淀法、Pechini法以及水热合成法等，但是现有的锰酸锂生产方法制备时间长，工艺复杂，成本较高，生产效率低并且杂质含量高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于克服现有技术的锰酸锂生产方法法制备时间长，工艺复杂，成本较高，生产效率低，并且杂质含量高的缺陷，提供一种锰酸锂电池材料的生产方法。所述一种锰酸锂电池材料的生产方法具有制备工艺简单，生产效率高，成本低，并且所得的锰酸锂纯度高等特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锰酸锂电池材料的生产方法，包括以下步骤：A、混料：选取电解二氧化锰和含锂化合物，采用干法混合，其中，电解二氧化锰与含锂化合物以Mn:Li的摩尔比为2:1进行配比混料，从而获得充分混合均匀的原材料，混料过程中需混合一定的氟化锂以提供F掺杂；B、预烧：将混合好的原材料放入回转窑中并通入氮气，对混合料进行预烧处理，预烧的过程中需加入促进晶粒生长的添加剂；C、粉碎分级：将预烧完成的大块混合料放入粉碎设备中进行粉碎处理，使其体积变小，并根据尺寸的大小将粉碎后的混合料分成≤50g/cm3、50～100g/cm3、＞100g/cm3三个等级；D、多次烧结：对粉碎分级处理后的混合料进行多次和长时间的烧结，以保证晶体结构完整，从而形成大颗粒单晶锰酸锂；E、冷却：烧结完成后取出物料并进行自然冷却，使其温度降至室温；F、粉碎过筛：对冷却后的物料进行气流破碎处理，然后电磁除铁若干遍后利用筛网对物料进行筛分，最后进行真空包装即可得到成品。优选的，所述步骤A中混料量应控制在150～200kg，混料时间60～80min，转速0～25m/min。优选的，所述步骤B中的回转窑温度应控制在525℃～575℃～之间，预烧时间为1～1.5小时。优选的，所述步骤D中烧结炉内的温度波动幅度应控制在5℃以内，确保一次烧结温度满足750℃～850℃、二次烧结温度满足700℃～800℃，每次烧结时间不低于1小时。优选的，所述步骤F中电磁除铁的次数不少于三次，筛网的网目数为200～250。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、制备工艺简单。2、生产效率高。3、节约资源及材料成本。4、所得的锰酸锂纯度高，其他杂相的锂锰氧化物含量低，含量＜0.1％。附图说明图1为本专利技术的生产方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种锰酸锂电池材料的生产方法，包括以下步骤：A、混料：选取电解二氧化锰和含锂化合物，采用干法混合，其中，电解二氧化锰与含锂化合物以Mn:Li的摩尔比为2:1进行配比混料，从而获得充分混合均匀的原材料，混料量应控制在150～200kg，混料时间60～80min，转速0～25m/min，混料过程中需混合一定的氟化锂以提供F掺杂，混料的过程中需添加过量的锂盐以保证烧结后的产品是富锂的；B、预烧：将混合好的原材料放入回转窑中并通入氮气，对混合料进行预烧处理，回转窑温度应控制在525℃～575℃～之间，预烧时间为1～1.5小时，预烧的过程中需加入促进晶粒生长的添加剂，以便在烧结过程中能够调解产物的形貌和晶粒大小；C、粉碎分级：将预烧完成的大块混合料放入粉碎设备中进行粉碎处理，使其体积变小，并根据尺寸的大小将粉碎后的混合料分成≤50g/cm3、50～100g/cm3、＞100g/cm3三个等级；D、多次烧结：对粉碎分级处理后的混合料进行多次和长时间的烧结，以保证晶体结构完整，从而形成大颗粒单晶锰酸锂，烧结炉内的温度波动幅度应控制在5℃以内，并且确保一次烧结温度满足750℃～850℃、二次烧结温度满足700℃～800℃，每次烧结时间不低于1小时；E、冷却：烧结完成后取出物料并进行自然冷却，使其温度降至室温；F、粉碎过筛：对冷却后的物料进行气流破碎处理，然后电磁除铁若干遍后利用筛网对物料进行筛分，电磁除铁的次数不少于三次，筛网的网目数为200～250，最后进行真空包装即可得到成品。设计实验：实施例1：取混料量为150kg，混料时间为60min，并且转速控制在10m/min进行实验，混料过程中填充100ml的氟化锂以提供F掺杂,并且在混料的过程中添加1.5L的锂盐，以保证烧结后的产品是富锂的，之后将混合料放入回转窑中进行预烧，回转窑的温度控制在525℃，预烧时间为1小时，预烧的过程中需加入促进晶粒生长的添加剂，以便在烧结过程中能够调解产物的形貌和晶粒大小,之后将预烧完成的大块混合料放入粉碎设备中进行粉碎处理，粉碎设备可选用粉碎机，通过外接电源和开关驱动电机，使得粉碎机运转，从而对混合料进行粉碎处理，并使得混合料的体积≤50g/cm3，接着进行多次烧结，以保证晶体结构完整，从而形成大颗粒单晶锰酸锂，多次烧结时使得一次烧结的温度为750℃，二次烧结的温度为700℃，两次烧结时间分别为1.5小时和2小时，之后待混合料冷却至室温后进行粉碎过筛处理，对电磁铁进行通电以产生磁场，从而去除混合料中所含的铁杂质，整个过程重复三次，最后利用网目数为200～250的筛网对混合料进行过筛处理，从而得到所需成品，此实施例经过实验之后，测得所得的成品充放电效率为152.734％，放电比容量为84.723，充电比容量为129.400，可逆容量为100，循环性500以上保持约80％的容量。实施例2：取混料量为200kg，混料时间为80min，并且转速控制在25m/min进行实验，混料过程中填充100ml的氟化锂以提供F掺杂,并且在混料的过程中添加1.5L的锂盐，以保证烧结后的产品是富锂的，之后将混合料放入回转窑中进行预烧，回转窑的温度控制在575℃，预烧时间为1.5小时，预烧的过程中需加入促进晶粒生长的添加剂，以便在烧结过程中能够调解产物的形貌和晶粒大小,之后将预烧完成的大块混合料放入粉碎设备中进行粉碎处理，粉碎设备可选用粉碎机，通过外接电源和开关驱动电机，使得粉碎机运转，从而对混合料进行粉碎处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锰酸锂电池材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：A、混料：选取电解二氧化锰和含锂化合物，采用干法混合，其中，电解二氧化锰与含锂化合物以Mn:Li的摩尔比为2:1进行配比混料，从而获得充分混合均匀的原材料，混料过程中需混合一定的氟化锂以提供F掺杂；B、预烧：将混合好的原材料放入回转窑中并通入氮气，对混合料进行预烧处理，预烧的过程中需加入促进晶粒生长的添加剂；C、粉碎分级：将预烧完成的大块混合料放入粉碎设备中进行粉碎处理，使其体积变小，并根据尺寸的大小将粉碎后的混合料分成≤50g/cm3、50～100g/cm3、＞100g/cm3三个等级；D、多次烧结：对粉碎分级处理后的混合料进行多次和长时间的烧结，以保证晶体结构完整，从而形成大颗粒单晶锰酸锂；E、冷却：烧结完成后取出物料并进行自然冷却，使其温度降至室温；F、粉碎过筛：对冷却后的物料进行气流破碎处理，然后电磁除铁若干遍后利用筛网对物料进行筛分，最后进行真空包装即可得到成品。

【技术特征摘要】
1.一种锰酸锂电池材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：A、混料：选取电解二氧化锰和含锂化合物，采用干法混合，其中，电解二氧化锰与含锂化合物以Mn:Li的摩尔比为2:1进行配比混料，从而获得充分混合均匀的原材料，混料过程中需混合一定的氟化锂以提供F掺杂；B、预烧：将混合好的原材料放入回转窑中并通入氮气，对混合料进行预烧处理，预烧的过程中需加入促进晶粒生长的添加剂；C、粉碎分级：将预烧完成的大块混合料放入粉碎设备中进行粉碎处理，使其体积变小，并根据尺寸的大小将粉碎后的混合料分成≤50g/cm3、50～100g/cm3、＞100g/cm3三个等级；D、多次烧结：对粉碎分级处理后的混合料进行多次和长时间的烧结，以保证晶体结构完整，从而形成大颗粒单晶锰酸锂；E、冷却：烧结完成后取出物料并进行自然冷却，使其温度降至室温；F、粉碎过筛：对冷却后的物料进...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：曾繁洪，
类型：发明
国别省市：广东,44