CN102368550A - 锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂及其制备方法 - Google Patents

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崔立峰
王辉
杨克涛
葛云科
王熙帧
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Abstract

本发明涉及锂离子电池正极材料的制造技术，具体是一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂及其制备方法。本发明锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的化学通式是Li1+xMn2-m-y-zComAlyMzO4-nFn，其中0.004≤m≤0.04，0.002≤y≤0.02，0.001≤z≤0.01，0.004≤n≤0.04，0.05≤x≤0.3；其中M为元素锆或钛。本发明采取锂、钴、铝、M（锆、钛等）、氟等元素的复合掺杂协同作用来实现正极材料的高温存储安全性能、高温循环性能的改善。

Description

锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料的制造技术，具体是一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂及其制备方法。
背景技术
锂离子电池作为一种新型的二次电池，具有比容量高、电压高、安全性好的特点，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机、DVD、MP3等便携式电器的驱动电源以及电工工具类、电动自行车或摩托车、电动汽车用动力电池。我国的石油储量只占世界的1.5%，而2010年汽车销量超1800万辆，已经成为汽车第一消费大国。2009年，我国石油表观消费4.08亿吨，原油净进口2.19亿吨，原油进口依存度52.5%。统计数据表明，必须实现43%的汽车是纯电动汽车。因此电动汽车用动力电池正极材料的需求是非常巨大的。
锰酸锂（LiMn2O4），具有尖晶石晶体结构，原材料成本比较低，电压平台高，倍率性能好，是未来电力汽车的首选材料之一。但由于其高温条件下，特别是温度50℃以上的高温环境下，锰的溶解速度较快，电池循环使用性能严重下降，限制了其在动力电池领域的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，是提供一种高温存储安全性能好、高温循环寿命长的高性能锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂及其制备方法。
本发明的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的化学通式是Li1+xMn2-m-y-zComAlyMzO4-nFn，其中0.004≤m≤0.04，0.002≤y≤0.02，0.001≤z≤0.01，0.004≤n≤0.04，0.05≤x≤0.3；其中M为元素锆或钛。
本发明的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法经过以下步骤：
（1）以EMD（电解二氧化锰，下同）和锂盐（碳酸锂、氢氧化锂等，下同）为原料，按照Li/Mn比为0.55-0.65的比例进行混合，并加入添加剂钴盐（四氧化三钴、碳酸钴、氢氧化钴、草酸钴等，下同）、铝盐（氧化铝、氢氧化铝、碳酸铝等，下同）、M盐（锆盐、钛盐等，下同）、干粉混合均匀后，在950-1000℃条件下进行第一次合成，保温10-20小时，并将得到的锰酸锂进行粉碎，得到A料；
（2）将上述A料与氟化锂混合，升温至800-1000℃的合成温度下进行保温5-20小时，冷却后粉碎；得到成品物料。
所述步骤（1）中，原料在RQM融合机中进行强制混合，以实现物料高速旋转且锂盐颗粒、添加剂颗粒在EMD颗粒四周具有很好的分散均匀性。
所述步骤（1）中的锂盐为高纯锂盐，其重量纯度》99.9%；
所述步骤（2）中，物料在斜式磨中实现与氟化锂添加剂的均匀混合，聚氨酯球与物料的重量比为1：1；
本发明采取锂、钴、铝、M（锆、钛等）、氟等元素的复合掺杂协同作用来实现正极材料的高温存储安全性能、高温循环性能的改善。经实际测试，本发明中的锰酸锂2000次常温、1000次高温循环容量（45℃或60度，3.0-4.2V）保持率均大于85%；本发明中锰酸锂干粉压实密度可达3.7g/cc，其对应的极片压实密度可达3.1g/cc～3.4g/cc；本发明中锰酸锂的高温存储膨胀小，85℃存储48小时，60℃存储7天厚度变化5%以内；本发明中锰酸锂的安全性能好，可通过针刺、挤压、撞击、内或外部短路、1C/12V过充、热滥用等测试。
具体实施方式
实施例1
锂离子二次电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法如下：
主要包括如下步骤：
1、以EMD和碳酸锂为原料，按照Li/Mn比为0.60的比例进行混合，并加入添加剂四氧化三钴、氢氧化铝、二氧化钛，干粉混合均匀后，在1000℃条件下进行第一次合成，保温15小时，并将得到的锰酸锂进行粉碎，得到A料；
其锂盐采用高纯锂盐，其纯度》99.9%；
原料在RQM融合机中进行强制混合，以实现物料高速旋转且锂盐颗粒、添加剂颗粒在EMD颗粒四周具有很好的分散均匀性；
2、将上述A料与氟化锂混合，升温至960℃的合成温度下进行保温10小时，冷却后粉碎；得到成品物料。
物料在斜式磨中实现与氟化锂添加剂的均匀混合，聚氨酯球与物料的重量比为1：1；
其合成化学式为：Li1.15Mn1.96Co0.02Al0.015Ti0.005O3.99F0.01。

Claims (5)

1.一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂，其特征是：其化学通式是Li1+xMn2-m-y-zComAlyMzO4-nFn，其中0.004≤m≤0.04，0.002≤y≤0.02，0.001≤z≤0.01，0.004≤n≤0.04，0.05≤x≤0.3；其中M为元素锆或钛。
2.一种权利要求1所述锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是：经过以下步骤，
（1）以EMD和锂盐为原料，按照Li/Mn比为0.55-0.65的比例进行混合，并加入添加剂钴盐、铝盐、M盐、干粉混合均匀后，在950-1000℃条件下进行第一次合成，保温10-20小时，并将得到的锰酸锂进行粉碎，得到A料；
（2）将上述A料与氟化锂混合，升温至800-1000℃的合成温度下进行保温5-20小时，冷却后粉碎；得到成品物料。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是：所述步骤（1）中，原料在RQM融合机中进行强制混合。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是：所述步骤（1）中的锂盐为高纯锂盐，其重量纯度》99.9%。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中，物料在斜式磨中实现与氟化锂添加剂的均匀混合，聚氨酯球与物料的重量比为1：1。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102903904A (zh) * 2012-10-09 2013-01-30 江苏科捷锂电池有限公司 LiAlO2包覆尖晶石锰酸锂正极材料的制备方法
CN102992410A (zh) * 2012-12-18 2013-03-27 江苏菲思特新能源有限公司 锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂及其制备方法
CN104538618A (zh) * 2014-12-22 2015-04-22 东北大学 高温循环稳定的锂电池用类单晶尖晶石锰酸锂的合成方法
CN105762332A (zh) * 2014-12-17 2016-07-13 绍兴文理学院 一种锂离子电池的制作方法
CN107528061A (zh) * 2017-09-11 2017-12-29 太仓天润新材料科技有限公司 一种具有高热稳定性能的电子新材料

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101489936A (zh) * 2006-12-28 2009-07-22 Agc清美化学股份有限公司 含锂复合氧化物及其制造方法
CN101807682A (zh) * 2010-04-09 2010-08-18 曲阜毅威能源股份有限公司 一种动力型尖晶石锰酸锂正极材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101489936A (zh) * 2006-12-28 2009-07-22 Agc清美化学股份有限公司 含锂复合氧化物及其制造方法
CN101807682A (zh) * 2010-04-09 2010-08-18 曲阜毅威能源股份有限公司 一种动力型尖晶石锰酸锂正极材料及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102903904A (zh) * 2012-10-09 2013-01-30 江苏科捷锂电池有限公司 LiAlO2包覆尖晶石锰酸锂正极材料的制备方法
CN102992410A (zh) * 2012-12-18 2013-03-27 江苏菲思特新能源有限公司 锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂及其制备方法
CN105762332A (zh) * 2014-12-17 2016-07-13 绍兴文理学院 一种锂离子电池的制作方法
CN104538618A (zh) * 2014-12-22 2015-04-22 东北大学 高温循环稳定的锂电池用类单晶尖晶石锰酸锂的合成方法
CN104538618B (zh) * 2014-12-22 2017-04-05 东北大学 高温循环稳定的锂电池用类单晶尖晶石锰酸锂的合成方法
CN107528061A (zh) * 2017-09-11 2017-12-29 太仓天润新材料科技有限公司 一种具有高热稳定性能的电子新材料

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