CN107221644A - 镍锰酸锂材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂离子电池正极材料的制备领域,尤其涉及一种镍锰酸锂材料的制备方法,包括以下步骤:S1.按摩尔比1:2:1.06称取NiMn(OH)4、MnO2、Li2CO3,共同研磨,混合均匀;S2.将所述步骤S1中得到的混合物加热至550℃保温2小时,然后加热到850~900℃保温5小时,冷却至室温;S3.冷却后,将物料进行粉碎、筛分,得到镍锰酸锂,该反应所需的氧元素均由材料本身提供,不依赖外部气体流通的供给,因此反应不需要传统方式的鼓风,减少气体了流通所带走的热量,更为经济环保。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池正极材料的制备领域,尤其涉及一种镍锰酸锂材料的制备方法。
背景技术
尖晶石型镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)是在锰酸锂基础上发展起来的,可逆容量为146.7mAh/g,电压平台为4.7V左右,比锰酸锂的4V电压平台要高出15%以上,高温下的循环稳定性比原有的锰酸锂有了质的提升。镍锰酸锂由此被认为是最有发展前景的高电位锂离子电池正极材料。镍锰酸锂与目前市场上使用的锂电池正极材料相比,比钴酸锂输出电压高、成本低、环境友好,高温下循环稳定性比锰酸锂有很大提高;与磷酸亚铁锂相比,其制备工艺简单,生产的批次稳定性好,特别是在与钛酸锂负极相匹配时,磷酸亚铁锂-钛酸锂单体电池仅有1.9V输出电压,而镍锰酸锂-钛酸锂单体电池的输出电压可高达3.2V,优势非常明显,被认为是未来大型、长寿命、高安全电动汽车和储能大型动力电池首选正极材料。
镍锰酸锂的电化学性能与其前躯体制备、高温烧成有密切的关系。中国发明专利(CN103066275 A)公开了一种球形高电压镍锰酸锂正极材料的制备方法,通过共沉淀制备了球形镍锰二元前躯体,然后将锂源与镍锰前躯体等混合,在高温烧结炉分别经过600-900℃,5-20小时、650-850℃,10-20小时、500-650℃,15-30小时烧成镍锰酸锂正极材料。目前通过共沉淀法制备镍锰酸锂前躯体比较常见,通过沉淀剂将镍、锰的可溶性盐转化成共沉淀复合物,例如Ni0.5Mn1.5(CO3)2、Ni0.5Mn1.5(OH)4等。中国发明专利(201010539501.9)公开了一种高电压锂电池正极材料氧化镍锰酸锂的共沉淀制法,将镍、锰源在碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢铵或草酸铵溶液中共沉淀。这类采用化学共沉淀方法先生产前驱物的方法,虽然制备物纯度高,活性好,但易于造成水污染,成本高。中国发明专利(201010148191.8)公开了一种微波合成多元掺杂锰酸锂的制备方法,将碳酸锂、MnO2、MgO、Ni2O3及Cr2O3作为原料球磨混合,在100℃烘干48-60小时后,微波600-900℃处理5-30分钟,该专利公布产品电压平台是4.0V的锰酸锂材料。同传统高温烧结方法相比,微波高温法显著降低了产品制备的时间,大大提高了生产的效率。但微波生产设备造价高昂,综合成本较高,且不利于大量工业化生产。
有鉴于上述的缺陷,本设计人,积极加以研究创新,以期创设一种镍锰酸锂材料的制备方法,使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种镍锰酸锂材料的制备方法,反应所需的氧元素均由材料本身提供,不依赖外部气体流通的供给,因此反应不需要传统方式的鼓风,减少气体了流通所带走的热量,更为经济环保。
本发明提供的一种镍锰酸锂材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.按摩尔比1:2:1.06称取NiMn(OH)4、MnO2、Li2CO3,共同研磨,混合均匀;
S2.将所述步骤S1中得到的混合物加热至550℃保温2小时,然后加热到850~900℃保温5小时,冷却至室温;
S3.冷却后,将物料进行粉碎、筛分,得到镍锰酸锂。
进一步的,所述步骤S1中,还包括在混合物中加入重量分数为0.1%的助烧剂共同研磨,混合均匀。
进一步的,所述助烧剂包括磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、氧化硼、硼酸中的一种或多种。
借由上述方案,本发明至少具有以下优点:本发明按照摩尔比1:2将NiMn(OH)4与高价位的锰氧化物MnO2混合,使之易于合成尖晶石型镍锰酸锂(Ni0.5Mn1.5O4);将上述混合物与适量的锂源共同研磨混合,然后经过高温固相反应,可以快速生成目标镍锰酸锂产品;由于反应所需的氧元素均由材料本身提供,不依赖外部气体流通的供给,因此反应不需要传统方式的鼓风,可以减少气体流通所带走的热量,更为经济环保,而且反应速度加快,提高了生产效率,同时材料晶粒不致生长得很大,保证了材料的倍率放电性能;由于对化学共沉淀法前驱体的依赖减少,因此降低了污染。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
一种镍锰酸锂材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.按摩尔比1:2:1.06称取NiMn(OH)4、MnO2、Li2CO3,混合物中加入重量分数为0.1%的助烧剂,助烧剂为磷酸氢二锂,共同研磨,混合均匀;
S2.将所述步骤S1中得到的混合物加热至550℃保温2小时,然后加热到850℃保温5小时,冷却至室温;
S3.冷却后,将物料进行粉碎、筛分,得到镍锰酸锂。
在其他实施方式中,助烧剂还可以是磷酸二氢锂、氧化硼、硼酸中的一种或多种。
本发明按照摩尔比1:2将NiMn(OH)4与高价位的锰氧化物MnO2混合,使之易于合成尖晶石型镍锰酸锂(Ni0.5Mn1.5O4);将上述混合物与适量的锂源共同研磨混合,然后经过高温固相反应,可以快速生成目标镍锰酸锂产品;由于反应所需的氧元素均由材料本身提供,不依赖外部气体流通的供给,因此反应不需要传统方式的鼓风,可以减少气体流通所带走的热量,更为经济环保,而且反应速度加快,提高了生产效率,同时材料晶粒不致生长得很大,保证了材料的倍率放电性能;由于对化学共沉淀法前驱体的依赖减少,因此降低了污染。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种镍锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1.按摩尔比1:2:1.06称取NiMn(OH)4、MnO2、Li2CO3,共同研磨,混合均匀;
S2.将所述步骤S1中得到的混合物加热至550℃保温2小时,然后加热到850~900℃保温5小时,冷却至室温;
S3.冷却后,将物料进行粉碎、筛分,得到镍锰酸锂。
2.根据权利要求1所述的镍锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,还包括在混合物中加入重量分数为0.1%的助烧剂共同研磨,混合均匀。
3.根据权利要求2所述的镍锰酸锂材料的制备方法,其特征在于:所述助烧剂包括磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、氧化硼、硼酸中的一种或多种。
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CN109678216A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-26 | 无锡晶石新型能源股份有限公司 | 一种镍锰酸锂材料的制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105680033A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-15 | 天津巴莫科技股份有限公司 | 5v尖晶石镍锰酸锂材料及其制备方法 |
CN105720298A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-06-29 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池镍锰酸锂材料的改性方法 |
CN105895899A (zh) * | 2014-09-11 | 2016-08-24 | 无锡晶石新型能源有限公司 | 一种复合镍锰酸锂正极材料的制备方法 |
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CN105895899A (zh) * | 2014-09-11 | 2016-08-24 | 无锡晶石新型能源有限公司 | 一种复合镍锰酸锂正极材料的制备方法 |
CN105680033A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-15 | 天津巴莫科技股份有限公司 | 5v尖晶石镍锰酸锂材料及其制备方法 |
CN105720298A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-06-29 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池镍锰酸锂材料的改性方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109678216A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-26 | 无锡晶石新型能源股份有限公司 | 一种镍锰酸锂材料的制备方法 |
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