一种合成尖晶石锰酸锂原料二氧化锰锰含量及原料碳酸锂和二氧化锰配比的确定方法，通过化学反应方程式推出产物锂/锰摩尔比与原料二氧化锰锰含量间关系式；设定二氧化锰的基准锰含量及合成产物的锂/锰基准摩尔比，推出理论上所需碳酸锂和二氧化锰的基准用量；按碳酸锂和二氧化锰基准用量，在拟合工艺条件下合成尖晶石锰酸锂，采用ICP法测锰酸锂锂/锰实际摩尔比，得二氧化锰实际锰含量；采用碳酸锂为基准用量，二氧化锰锰含量为其实际锰含量，锰酸锂锂/锰比为基准摩尔比，合成尖晶石锰酸锂，算出实际需要二氧化锰的用量；该方法能避免工艺过程带来的过程系统误差及常规化学方法测量带来的测量系统误差，具有简单、方便、精度高、实用性强和可连续操作的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及ー种合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、体积小、重量轻、安全性好等特点，广泛应用于便携式电子电器、数码相机、笔记本电脑及手机通讯等消费品电子领域和电动工具、电动单车、电动汽车等动カ能源领域。目前，主要商业化使用的锂离子电池正极材料有:尖晶石型锰酸锂、层状结构锂过渡金属氧化物和橄榄石结构的锂过度金属磷酸盐等。其中尖晶石锰酸锂由于优异的热稳定性、丰富的资源特性和良好的安全性，尤其备受瞩目。固相法エ业化合成尖晶石锰酸锂的主要原料包括作为锂源的碳酸锂和作为锰源的ニ氧化锰(电解ニ氧化锰和化学ニ氧化锰)，由于锰的氧化物存在多种价位，如Mn2+、Mn3+、Mn4+等，以及杂质含量差异等各方面原因，原料中氧化锰的锰含量存在波动现象，直接影响到原料配比和产物元素含量的精确性。因此，在合成锰酸锂及配料之前，需要对原料ニ氧化锰的锰含量及原料配比进行精确确定。传统的ニ氧化锰锰含量測定方法，不论是化学分析法(如络合法、滴定法等)还是一般仪器测试方法(如紫外光谱仪等)，由于分析试剂的纯度、用量或者仪器设备操作准确性等原因，均存在较大的系统误差。在固相法エ业化合成尖晶石锰酸锂的过程中，合成产物的Li/Mn摩尔比是表征原料配比精度和产物元素含量精度的重要參数，直接关系到锰酸锂产品的质量和锂离子电池的性能。影响合成产物的Li/Mn摩尔比精度的主要因素有:(I)原材料配比精度:如原料ニ氧化锰锰含量測定存在较大的系统误差、原料碳酸锂主含量測定的系统误差都影响到原料配比精度；(2)合成过程エ艺条件:如合成过程中杂质的挥发、合成温度、时间、气氛、锂元素的挥发等エ艺过程造成的系统误差，也会较大影响到Li/Mn摩尔比的精度。在现有技术中，由于忽略了合成エ艺过程带来的过程系统误差，同时存在较大的測量系统误误差，使合成产物的Li/Mn摩尔比的精度和原料配比精度难于准确确定和控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，通过拟合合成尖晶石锰酸锂，精确测定合成产物的Li/Mn摩尔比来实现对原料ニ氧化锰锰含量及原料配比的精确确定，从而实现对合成产物Li/Mn摩尔比的准确控制。该方法避免了エ艺过程带来的过程系统误差，同时也可以避免常规化学方法测量带来的測量系统误差，实现拟合エ艺条件下对原料ニ氧化锰锰含量及原料配比的精确确定。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案来实现的:ー种合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，含以下步骤:(I)以碳酸锂为锂源，以ニ氧化锰为锰源，合成尖晶石锰酸锂，设定碳酸锂的质量为X，ニ氧化锰的质量为y，ニ氧化锰锰含量为a(w.t.%)，合成的尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比为b，碳酸锂和ニ氧化锰按照下述化学式进行化学反应，根据碳酸锂和ニ氧化锰的摩尔比，得出ニ氧化锰锰含量a与尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比b之间的关系公式为:a Xb=L 487 (xu%/y)权利要求1.ー种合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是包含以下步骤: (1)以碳酸锂为锂源，以ニ氧化锰为锰源，合成尖晶石锰酸锂，设定碳酸锂的质量为X, ニ氧化锰的质量为y，ニ氧化锰锰含量为a(w.t.%)，合成的尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比为b，碳酸锂和ニ氧化锰按照下述化学式进行化学反应，根据碳酸锂和ニ氧化锰的摩尔比，得出ニ氧化锰锰含量a与尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比b之间的关系公式为:a Xb=L 487 (xu%/y)2.根据权利要求1所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:步骤(I) 一 (3)中合成尖晶石锰酸锂是在拟合エ艺条件下进行的。3.根据权利要求2所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:所述拟合エ艺条件为与尖晶石锰酸锂的实际合成过程不存在过程系统误差的模拟エ艺条件。4.根据权利要求2所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:所述拟合エ艺条件为模拟尖晶石锰酸锂的实际生产合成エ艺条件。5.根据权利要求1所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:步骤(I)中二氧化锰中锰含量a与尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比b之间的关系公式是通过如下方式获得的:根据碳酸锂和ニ氧化锰的摩尔比:b:2 = XU0VM1:ya/M2，得出 a Xb= (2u%M2/M1) X (x/y)，将 U、M1 和 M2 的数值代入，获得关系式 a Xb=L 487 (xu%/y)。6.根据权利要求1所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:步骤(2)中理论上所需的碳酸锂的基准用量Xtl是通过碳酸锂与锰酸锂的用量关系确定的，步骤(2)中理论上所需的ニ氧化锰的基准用量％是通过ニ氧化锰与锰酸锂的用量关系确定的。7.根据权利要求1所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:步骤(2)中碳酸锂、ニ氧化锰的用量分别为基准用量x0, y0时，合成锰酸锂的化学方程式及各原料的用量关系如下:8.根据权利要求1所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:步骤(2)中57.4% ^ a0 ^ 62%, 0.50 ^ b0 ^ 0.615。9.根据权利要求1所述的合成尖晶石锰酸锂原料ニ氧化锰锰含量及原料碳酸锂和ニ氧化锰配比的确定方法，其特征是:步骤⑶中采用ICP法对尖晶石锰酸锂中锂/锰的实际摩尔比进行等精度n次測量，得到n个测量计算值b/、b2'、b3'、…、b' n，则n个测得值的算术平均值全文摘要，通过化学反应方程式推出产物锂/锰摩尔比与原料二氧化锰锰含量间关系式；设定二氧化锰的基准锰含量及合成产物的锂/锰基准摩尔比，推出理论上所需碳酸锂和二氧化锰的基准用量；按碳酸锂和二氧化锰基准用量，在拟合工艺条件下合成尖晶石锰酸锂，采用ICP法测锰酸锂锂/锰实际摩尔比，得二氧化锰实际锰含量；采用碳酸锂为基准用量，二氧化锰锰含量为其实际锰含量，锰酸锂锂/锰比为基准摩尔比，合成尖晶石锰酸锂，算出实际需要二氧化锰的用量；该方法能避免工艺过程带来的过程系统误差及常规化学方法测量带来的测量系统误差，具有简单、方便、精度高、实用性强和可连续操作的优点。文档编号H01M4/505GK103117386SQ20131004680公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日专利技术者刘爱强 申请人:广州易瑞易电子科技有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种合成尖晶石锰酸锂原料二氧化锰锰含量及原料碳酸锂和二氧化锰配比的确定方法，其特征是包含以下步骤：(1)以碳酸锂为锂源，以二氧化锰为锰源，合成尖晶石锰酸锂，设定碳酸锂的质量为x，二氧化锰的质量为y，二氧化锰锰含量为a(w.t.%)，合成的尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比为b，碳酸锂和二氧化锰按照下述化学式进行化学反应，根据碳酸锂和二氧化锰的摩尔比，得出二氧化锰锰含量a与尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比b之间的关系公式为：a×b=1.487(xu%/y)其中：u%为原料碳酸锂的质量百分含量，其中u%≥99.5%；M1为Li2CO3分子量，为73.89；M2为Mn的原子量，为54.938；M3为Li2bMn2O4分子量，视b值计算而得；x为碳酸锂质量；y为二氧化锰质量；z为反应生成产物质量，为设定常量；(2)设定二氧化锰的基准锰含量为a0(w.t.%)，尖晶石锰酸锂中锂/锰的基准摩尔比为b0，根据步骤(1)中的化学式合成尖晶石锰酸锂，推导出理论上所需的碳酸锂的基准用量x0，二氧化锰的基准用量y0，其中x0=(zb0M1)/（u%M3），y0=(2zM2)/(a0M3)；(3)按照碳酸锂质量为x0、二氧化锰质量为y0，按照步骤(1)中的化学式合成尖晶石锰酸锂，采用ICP法对尖晶石锰酸锂中锂/锰的实际摩尔比进行等精度n次测量，并取其统计学平均数据将x0和y0，代入关系式a×b=1.487(xu%/y)，得出二氧化锰的实际锰含量a′=(1.487x0u%)/(y0b′‾);(4)保持碳酸锂质量为x0，二氧化锰的实际锰含量为a′，尖晶石锰酸锂中锂/锰的摩尔比为b0，将碳酸锂和二氧化锰按照步骤(1)中的化学式进行化学反应，生成尖晶石锰酸锂时，根据关系式a×b=1.487(xu%/y)，计算出实际需要的二氧化锰的用量y′，y′=（1.487x0u%）/（a′×b0）；碳酸锂和二氧化锰的实际用量配比为x0：y′。FDA00002821808600011.jpg,FDA00002821808600012.jpg,FDA00002821808600013.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱强，
申请(专利权)人：广州易瑞易电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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