[发明专利]一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法

权利要求书

1.一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.按摩尔质量比锰化合物:锂化合物:掺杂元素M化合物:聚乙烯吡络烷酮:去离子水=0.8-1.0:1.0-1.2:0-0.2:0.1-0.3:30-50，称取原料；

S2.将S1中称量好的锰化合物、锂化合物、掺杂元素M化合物和聚乙烯吡络烷酮加入桨式搅拌器中，之后再加入S1中称量好的去离子水，开启桨式搅拌器，使得锰化合物、锂化合物、掺杂元素M化合物和聚乙烯吡络烷酮溶解在去离子水中形成溶液；

S3.将S2中溶液输送至电加热搅拌罐中，加热搅拌至形成凝胶，使得溶液形成凝胶状，然后对凝胶状原料加热干燥，接着将原料放入加热燃烧炉中，使得原料加热燃烧，得到黑色疏松块状前驱体；

S4.将S3中黑色疏松块状前驱体放置在分散机内进行分散处理，分散处理完成后，使用窑炉烧结得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S1中锰化合物为Mn（CH₃CO₂）₂·4H₂O，且锂化合物为LiCH₃CO₂·2H₂O。

3.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S2中桨式搅拌器的搅拌速度为300-500r/min，且搅拌时间为10-15min，所述S3中加热干燥的加热温度为120-150℃，且加热时间为60-120min。

4.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S3中加热搅拌的加热温度为50-80℃，搅拌速度为100-200r/min，且加热搅拌的时间为50-80min，所述S3中加热燃烧炉中加热燃烧的温度为700-800℃，且加热燃烧的时间为120-150minn。

5.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S4中分散机的转速为1000-1200r/min，且分散时间为20-30mi，所述S4中在进行烧结前需要将黑色疏松块状前驱体进行过筛处理，使得细粉被筛去，以防止细粉在烧结的过程中变为杂质。

6.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S2中待原料完全溶解在去离子水中后，后需向反应釜中加入硝酸，并将溶液的PH值调节至2.8-3.1。

7.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S2中待原料加热干燥后，再将原料放入分散机的内部进行分散，使得原料形成细粉。

8.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S4中在烧结的初始阶段需要将窑炉内温度提升至1300-1350℃持续5-5.5h，中期阶段将窑炉内温度降至1200-1250℃持续2-2.5h，最后将窑炉内温度降至70-150℃。

9.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S1中掺杂元素M为Al、Ti、Zr、Si、Zn、Mg、Ga、B、Cr、Co、Y中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的一种辅助燃烧法制备单晶锰酸锂材料的制备方法，其特征在于：所述S4中所得成品分子式为Li_aMn_2-bM_bO₄，1≤a≤1.2，0＜b≤0.2。