一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法专利检索-金属空气电池电池与电池专利检索查询-专利查询网

一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂 正极材料循环性能的方法

阅读：672发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提出了高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法：包括以下步骤：S1)混合：将锰源和锂源以及金属氟化物MFx按比例干法混合3-5h，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种或多种，所述锰源为四氧化三锰、三氧化二锰、二氧化锰、碳酸锰、醋酸锰和硝酸锰中的一种或多种，Li与Mn的摩尔比为(0.5-0.58)∶1，Mn与MFx的摩尔比为1∶(0.003-0.01)；S2) 煅烧：将混合后的材料在空气炉中按梯次升温到750-900℃，煅烧8-15h制得金属氟化物掺杂的锰酸锂材料，本发明提供一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，能够降低生产能耗和生产成本，制备出的电池正极材料循环性能和储存性能好。，下面是一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1)混合：将锰源和锂源以及金属氟化物MFx按比例干法混合3-5h，Li与Mn的摩尔比为(0.5-0.58)∶1，Mn与MFx的摩尔比为1∶(0.003-0.01)；
S2)煅烧：将混合后的材料在空气炉中按梯次升温到750-900℃，煅烧8-15h制得金属氟化物掺杂的锰酸锂材料。
2.根据权利要求1所述的一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，其特征在于：所述锰源为四氧化三锰、三氧化二锰、二氧化锰、碳酸锰、醋酸锰和硝酸锰中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，其特征在于：所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，其特征在于：所述金属氟化物为氟化铝、氟化镁、氟化锌和氟化钛中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，其特征在于：所述金属氟化物的粒径为800-1000目，金属氟化物MFx中x的值可以为2、3或4。
6.根据权利要求1所述的一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，其特征在于：所述梯次升温分为四个温度段，第一温度段为100-300℃，第二温度400-
600℃，第三温度段为600-750℃，第四段高温区为750-900℃。

说明书全文

一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂 正极材料循环性能的

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电化学电源材料制备技术领域，具体为一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法。

背景技术

[0002] 新能源汽车和智能电网是我国战略新兴产业，动力型电池是发展电动汽车和智能电网储能系统的关键技术之一，锰酸锂材料作为目前最有前途的环保型电池材料，具有很好的结构稳定性，因其储存丰富、价格低廉、极易合成等优点被誉为动力型锂离子电池正极材料最理想的正极材料之一，现有的合成尖晶石锰酸锂的主要方法分为固相法和液相法，固相法通常是将锰盐和锂盐充分混合后，采用高温长时间烧结，存在能耗高等问题，且合成产品的一致性也差，也存在高温循环性能和储存性能差等问题，采用液相法生产工艺条件不易控制，生产成本高，不利于电池正极材料的制造。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，能够降低生产能耗和生产成本，制备出的电池正极材料循环性能和储存性能好，可以有效解决背景技术中的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明还提供一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法：包括以下步骤：

[0005] S1)混合：将锰源和锂源以及金属氟化物MFx按比例干法混合3-5h，Li 与Mn的摩尔比为(0.5-0.58)∶1，Mn与MFx的摩尔比为1∶(0.003-0.01)；

[0006] S2)煅烧：将混合后的材料在空气炉中按梯次升温到750-900℃，煅烧 8-15h制得金属氟化物掺杂的锰酸锂材料。

[0007] 作为本发明的一种优选技术方案：所述锰源为四氧化三锰、三氧化二锰、二氧化锰、碳酸锰、醋酸锰和硝酸锰中的一种或多种。

[0008] 作为本发明的一种优选技术方案：所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种或多种。

[0009] 作为本发明的一种优选技术方案：所述金属氟化物为氟化铝、氟化镁、氟化锌和氟化钛中的一种或多种，高价金属元素取代锰元素，有利于加固晶体结构。

[0010] 作为本发明的一种优选技术方案：所述金属氟化物的粒径为800-1000目，金属氟化物MFx中x的值可以为2、3或4。

[0011] 作为本发明的一种优选技术方案：所述梯次升温分为四个温度段，第一温度段为100-300℃，第二温度400-600℃，第三温度段为600-750℃，第四段高温区为750-900℃，分阶段进行升温能够有利于煅烧出质量优秀的材料。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0013] 1、本发明利用高价金属氟化物进行掺杂，高价金属元素取代锰元素，氟元素取代氧元素，对锰酸锂晶体进行双重掺杂，有利于加固晶体结构的稳定性；

[0014] 2、本发明所选用的原料的来源广泛，制备正极材料的成本低，并且制备出来的电池正极材料的循环性能和储存性能好；

[0015] 3、本发明的生产过程简单，只需将材料进行混合，然后按梯次升温煅烧即可完成材料的生产，能耗低，易实现批量化生产。

具体实施方式

[0016] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0017] 本发明提供以下技术方案：

[0018] 实施例一：

[0019] 一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，包括以下步骤：

[0020] S1)混合：将锰源和锂源以及金属氟化物MF2按比例干法混合3h，锰源选用四氧化三锰、三氧化二锰和二氧化锰，锂源选用碳酸锂、氢氧化锂和醋酸锂，金属氟化物选用氟化铝、氟化镁和氟化锌，金属氟化物的粒径选择800 目，Li与Mn的摩尔比为0.5∶1，Mn与MFx的摩尔比为1∶0.003，混合时选用1000L高速混合机中以200r/min的速度混合20min，然后在用400r/min的速度混合10min；

[0021] S2)煅烧：将混合后的材料在空气炉中按梯次升温到750℃，对混合材料进行煅烧，炉子在每个温度段都通入20m3/h的空气，梯次升温分为四个温度段，第一温度段为100℃，第二温度400℃，第三温度段为600℃，第四段高温区为750℃，煅烧8h后降温，制得金属氟化物掺杂的锰酸锂材料。

[0022] 实施例二：

[0023] 一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，包括以下步骤：

[0024] S1)混合：将锰源和锂源以及金属氟化物MF3按比例干法混合4h，锰源选用碳酸锰、醋酸锰和硝酸锰，锂源选用硝酸锂、氢氧化锂和醋酸锂，金属氟化物选用氟化钛、氟化镁和氟化锌，金属氟化物的粒径选择800目，Li与 Mn的摩尔比为0.54∶1，Mn与MFx的摩尔比为1∶0.007，混合时选用1000L 高速混合机中以200r/min的速度混合20min，然后在用400r/min的速度混合 10min；

[0025] S2)煅烧：将混合后的材料在空气炉中按梯次升温到825℃，对混合材料进行煅3
烧，炉子在每个温度段都通入20m /h的空气，梯次升温分为四个温度段，第一温度段为200℃，第二温度500℃，第三温度段为675℃，第四段高温区为825℃，煅烧12.5h后降温，制得金属氟化物掺杂的锰酸锂材料。

[0026] 实施例三：

[0027] 一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法，包括以下步骤：

[0028] S1)混合：将锰源和锂源以及金属氟化物MF2按比例干法混合4h，锰源选用三氧化二锰、二氧化锰和碳酸锰，锂源选用碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂和硝酸锂，金属氟化物选用氟化铝、氟化镁、氟化锌和氟化钛，金属氟化物的粒径选择800目，Li与Mn的摩尔比为0.58∶1，Mn与MFx的摩尔比为1∶ 0.01，混合时选用1000L高速混合机中以200r/min的速度混合
20min，然后在用400r/min的速度混合10min；

[0029] S2)煅烧：将混合后的材料在空气炉中按梯次升温到900℃，对混合材料进行煅烧，炉子在每个温度段都通入20m3/h的空气，梯次升温分为四个温度段，第一温度段为300℃，第二温度600℃，第三温度段为750℃，第四段高温区为900℃，煅烧15h后降温，制得金属氟化物掺杂的锰酸锂材料。

[0030] 本发明好处：本发明利用的原料来源广泛，制造的成本低，且能耗低，易实现批量化生产，通过高价金属元素取代锰元素，氟元素取代氧元素，有利于加固晶体结构的稳定性，生产出的锰酸锂正极材料具有良好的循环性能和储存性能。

[0031] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种双功能氧气电催化剂材料及其制备方法和应用	2020-05-08	129
一种双功能氧催化剂、一锅法自催化制备方法以及锌空气电池	2020-05-08	740
一种利用PTA氧化段残渣制备锂离子正极材料的制备方法	2020-05-08	149
金属氢化物低温循环做功及制氧系统	2020-05-08	853
建筑机械工作台及其结构	2020-05-08	903
一种无金属碳基电催化剂及制备方法和应用	2020-05-11	936
固体氧化物燃料电池催化剂的制备方法	2020-05-08	12
散热隔热一体光伏板瓦	2020-05-08	889
双极式金属铝燃料电池点水电源	2020-05-08	540
一种新型电子烟装置	2020-05-11	625

一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的方法

一种高价金属氟化物掺杂改善锰酸锂正极材料循环性能的

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：