[发明专利]一种富锂锰基材料的制备方法

说明书

本发明涉及化学电源领域，具体是一种富锂锰基材料的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份对原料进行配比；S2.将配比完成后的原料置入密闭的犁刀式混合机中进行混合；S3.将混合均匀的原料用对辊机进行连续辊压；S4.将辊压后的原料装钵进行烧结后得到成品。本发明方法在混合过程中物料不产生团聚体从而导致混合不均匀，也不产生水分从而导致粘结不匀，可以达到与试验室小量试验时的混合效果，提高了物料的松装密度，单位匣钵的装钵量，产能提高了20%，单位能耗降低了25%，烧结后物料的性能没有受到影响，本方法生产的富锂锰基正极材料，其在4.3V电压下的充放电容量显著高于传统混合方法，首次库仑效率高，循环性能优异。

技术领域

本发明涉及化学电源领域，具体是一种富锂锰基材料的制备方法。

背景技术

富锂锰基正极材料（Li_1.153Mn_0.5Ni_0.34Co_0.007O₂）作为应用于锂离子电池的一种正极材料，近年来，因为极高的能量密度，较好的其安全性、环境友好等性能，在锂离子电池领域得到了广泛的关注和研究。

中国专利号CN108493446A一种锂离子电池富锂锰基正极材料的制备方法，属于化工电极材料制造工艺技术领域。该方法是：按摩尔比将一定量的锂盐、锰盐、镍盐及钴盐溶解在去离子水中，搅拌，溶解，得到混合溶液，将聚氨酯海绵浸没至上述混合溶液中，使聚氨酯海绵充分吸收混合溶液，将吸附混合溶液后的聚氨酯海绵转移至真空冷冻干燥箱中进行冷冻干燥，冷冻干燥4-16小时，干燥后的样品置于马弗炉中在350-550°C下预烧结3-8h，自然冷却至室温，研磨均匀；将研磨均匀后的样品置于马弗炉中在650-1200°C下保温5-16小时，自然冷却至室温，研磨均匀得到Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料。

富锂锰基正极材料在目前工业化生产的推广应用中，从材料制造和实际电池应用中尚存在诸多问题。如在富锂锰基材料制造过程中，因前驱钵与碳酸锂混料工况和状态干扰，混合过程会因化学反应产生一定水分，容易导致混合物料的分散程度不足，最终导致烧结后材料性能劣化。

通常解决此问题的方法为采用高速混料机混合，使用设备底部密封气与顶部透气帽，使在混合时产生的气体能随时排出。但此方法效果不佳，因为高速混合时会产能较多热量，为保证设备状态，需要用冷却水对设备进行降温，这在一定程度上增加了产生冷凝水的机率。加速反应和生成水分，并不能真正解决问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富锂锰基材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的高速混合时会产能较多热量，为保证设备状态，需要用冷却水对设备进行降温，这在一定程度上增加了产生冷凝水的机率。加速反应和生成水分，并不能真正解决问题。

本发明的技术方案是：一种富锂锰基材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.按重量份对原料进行配比；

S2.将配比完成后的原料置入密闭的犁刀式混合机中进行混合；

S3.将混合均匀的原料用对辊机进行连续辊压；

S4.将辊压后的原料装钵进行烧结后得到成品。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11.原料为富锂锰前驱体、锂源和掺杂元素化合物；

S12.富锂锰前驱体、锂源和掺杂元素化合物按重量份配比，其中重量比为1000：555：10-30。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21.将配比完成后的原料置入密闭的犁刀式混合机中；

S22.对犁刀式混合机进行抽负压后，开启犁刀式混合机；

S23.犁刀式混合机对原料混合的转速为1450-1900r/min，混合时间为30-60min。

进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：