一种静态混合管式反应器制备尖晶石结构镍锰酸锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种静态混合管式反应器制备尖晶石结构镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）的方法，主要是将镍源、锰源混合溶液与碳酸盐溶液按等体积流量从静态混合管式反应器一端打入，在静态混合管式反应器中进行液相混合反应生成乳浊液，陈化后进行膜洗涤祛除杂质离子，经喷雾干燥后得到镍锰复合碳酸盐躯体粉，将前躯体粉400-500℃煅烧5-10h得到镍锰复合氧化物，将锂源按Li+:Ni2+:Mn4+为1.05:0.5:1.5摩尔比加入镍锰复合氧化物中，球磨混匀，在800-950℃烧结8-15h，即得成品。本发明专利技术所得材料物相纯，结晶良好，粒径小，粒度分布窄，原料价格低廉，工艺简单，易于连续化工业生产，且0.2C首次放电比容量达到130mAh/g，0.5C倍率50次循环容量保持率为98%以上等优点。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，尤其涉及一种利用静态混合管式反应器制备镍锰酸锂材料的方法，属于电池材料制备

技术介绍
尖晶石锰酸锂作为锂离子电池的正极材料，具有毒性小、成本低、原材料来源广泛，应用前景良好等诸多优点。但纯LiMn2O4电化学性能并不理想，首次充放电容量低，不耐高温、容量衰减快等缺陷。其中镍掺杂尖晶石LiNitl. 5MnL 504表现出优异的电化学性能，相对纯LiMn2O4而言，尖晶石LiNia5Mnh5O4具有电位平台高(4. 7V)，比功率大，晶体结构稳定，循环性能好等优点。目前镍锰酸锂(LiNia5Mr^5O4)的合成方面许多人做了大量的工作。例如固相合成 是常用方法，此法优点是工艺简单，易实现工业化，但由于反应物不易混合均匀，产品的粒径大且分布不均匀，形貌不规则，因此存在批次稳定性不足的问题。溶胶-凝胶法前驱体溶液化学均匀性好(可达到分子级水平)、凝胶热处理温度低、粉体粒度小而且分布窄，粉体烧结性能好，反应过程易于控制，但干燥收缩大，工业化难度高，生产周期长。超声喷雾热解法能得到较好的电性能材料，但需要反应室具有500°C以上的高温，设备要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静态混合管式反应器制备尖晶石结构镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）的方法,其特征在于包括以下制备步骤：(1)分别配置浓度为0.1～2mol/L镍源溶液和锰源溶液，然后将其混合，配成待反应溶液A，要求镍离子、锰离子的摩尔比为1：3；分别配置浓度为0.2～4mol/L碳酸盐溶液和氨水溶液，将其混合，配成待反应溶液B；(2)分别用两台加料泵将步骤（1）中的溶液A和B按等体积流量从静态混合管式反应器一端打入，进行混合反应生成乳浊液，通过调整B溶液中氨水的量，将反应器中乳浊液的pH值控制在8～11之间；(3)将步骤（2）的乳浊液陈化1～4h后，进行膜洗涤得到祛除杂质离子的浆料液；(4)将步骤（...

【技术特征摘要】
1.一种静态混合管式反应器制备尖晶石结构镍锰酸锂(LiNia5Mnh5O4)的方法，其特征在于包括以下制备步骤 (1)分别配置浓度为O.I 2mol/L镍源溶液和锰源溶液，然后将其混合，配成待反应溶液A，要求镍离子、锰离子的摩尔比为I :3 ;分别配置浓度为O. 2 4mol/L碳酸盐溶液和氨水溶液，将其混合，配成待反应溶液B ； (2)分别用两台加料泵将步骤(I)中的溶液A和B按等体积流量从静态混合管式反应器一端打入，进行混合反应生成乳浊液，通过调整B溶液中氨水的量，将反应器中乳浊液的pH值控制在8 11之间； (3)将步骤(2)的乳浊液陈化I 4h后，进行膜洗涤得到祛除杂质离子的浆料液； (4)将步骤(3)的祛除杂质离子的浆料液喷雾干燥后得到镍锰复合碳酸盐前躯体粉； (5)将步骤(4)中的前躯体粉400-500°C煅烧5-10h后，得到镍锰复合氧化物； (6)将锂源按Li+=Ni2+ =Mn4+为I. 05 :0. 5 :1. 5摩尔比加入镍锰复合氧化物中，其中锂源过量5%，球磨混匀，在800...

【专利技术属性】
技术研发人员：何学刚，许鹏，刘大军，杨尘，谢佳，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：