高纯二氧化锰及其制备和锰酸锂正极材料及其制备方法
专利汇可以提供高纯二氧化锰及其制备和锰酸锂正极材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 电池 正极材料 及其制备领域，具体公开了一种纯β型、纯度在99.5％以上、中位粒径在5～25μm的高纯二 氧 化锰，其中杂质金属 铜 、铅、锌的含量均小于10ppm，钠、 钾 等的含量均小于50ppm， 硫酸 根的小于300ppm，其制备方法是先制得 硝酸 锰溶液，然后将其 煅烧 ，再进行微细化 粉碎 ，得到成品。本发明还公开了一种锰酸锂正极材料，其中钠、钾、 钙 、镁的含量均小于50ppm； 铁 、铜等的含量均小于10ppm，硫酸根小于500ppm，其制备是以高纯二氧化锰为锰源，然后将TiO2、NiO、Al2O3中的至少一种与锰源混匀，再与锂源混合使锂与非锂金属的 原子 摩尔比为(0.9～1.2)∶2，最后经 焙烧 、冷却、粉碎制得成品。本发明的方法成本低，易操作，制得的锰酸锂正极材料纯度高且能有效提高电池循环性能和 比容量 。，下面是高纯二氧化锰及其制备和锰酸锂正极材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种高纯二氧化锰，其特征在于：所述二氧化锰在晶体结构上为纯β型二氧化锰，所述二氧化锰的纯度在99.5％以上，所述二氧化锰的中位粒径在5～25μm之间；所述二氧化锰中杂质金属铜离子、铅离子、锌离子的含量均小于10ppm，所述二氧化锰中杂质金属钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、铁离子的含量均小于50ppm，所述二氧化锰中硫酸根离子的含量小于300ppm。
2.一种高纯二氧化锰的制备方法，包括以下步骤：将金属锰粉溶于浓硝酸中，制得质量浓度为30％～80％的硝酸锰溶液；然后将得到的硝酸锰溶液在200℃～600℃温度下煅烧8～20h，并将煅烧后的产物进行微细化粉碎，得到高纯二氧化锰成品。
3.一种如权利要求1所述的高纯二氧化锰制得的锰酸锂正极材料，其特征在于：该锰
3
酸锂正极材料的平均粒径为5～20μm，振实密度为1.6～2.5g/cm，比表面积为0.1～
2
1.5m/g；所述锰酸锂正极材料中钠离子、钾离子、钙离子、镁离子的含量均小于50ppm；所述锰酸锂正极材料中铁离子、铜离子、铅离子、锌离子的含量均小于10ppm，所述锰酸锂正极材料中硫酸根离子的含量小于500ppm。
4.一种锰酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：以权利要求1所述的高纯二氧化锰为锰源，然后将TiO2、NiO、Al2O3中的一种或多种按所述锰源质量0.1％～5％的比例与锰源充分混合均匀，得到掺杂二氧化锰，然后将所述掺杂二氧化锰与常规锂源混合均匀得到混合原料，所述混合原料中金属锂与非锂金属的原子摩尔比为(0.9～1.2)∶2，再将该混合原料进行焙烧、冷却、粉碎，制得锰酸锂正极材料。
5.根据权利要求4所述的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述焙烧的工艺条件为：先以2℃/min～3℃/min的升温速率升温至500℃～600℃，在该温度下保温8～
10h，然后继续升温到800℃～900℃，再保温14～16h，完成焙烧过程。
6.根据权利要求4或5所述的锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂源为碳酸锂或氢氧化锂。
高纯二氧化锰及其制备和锰酸锂正极材料及其制备方法
技术领域
背景技术
有EMD制备的锰酸锂普遍存在Na、K、Ca、Mg、SO4 离子难以分离的现象，特别是当Na 含量过高时，残留的可离子交换的钠可以通过电池的放电被释放，这就会在电池的电解质中出+ + +
现钠与锂的交换，由于Na 比Li 大，将造成Li 移动受阻，严重影响了电池容量及循环性能，这对于合成具有高性能的锂离子电池正极材料来说，还具有较大差距。因此，如何通过对原料、工艺等进行综合性改进以得到性能优异的锂离子电池正极材料，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
极材料，该锰酸锂正极材料的平均粒径为5～20μm，振实密度为1.6～2.5g/cm，比表面
2
积为0.1～1.5m/g；所述锰酸锂正极材料中钠离子、钾离子、钙离子、镁离子的含量均小于
100ppm；所述锰酸锂正极材料中铁离子、铜离子、铅离子、锌离子的含量均小于10ppm，所述锰酸锂正极材料中硫酸根离子的含量小于500ppm。
具体实施方式
振实密度为2.42g/cm，比表面积为0.2m/g；该锰酸锂正极材料中的钠离子、钾离子、钙离子、镁离子的含量分别为31ppm、14ppm、18ppm、15ppm；该锰酸锂正极材料中的铁离子、铜离子、铅离子、锌离子的含量分别9ppm、5ppm、6ppm、4ppm，硫酸根离子的含量为320ppm。
振实密度为2.38g/cm，比表面积为0.26m/g；该锰酸锂正极材料中的钠离子、钾离子、钙离子、镁离子的含量分别为28ppm、12ppm、20ppm、12ppm；该锰酸锂正极材料中的铁离子、铜离子、铅离子、锌离子的含量分别为8ppm、6ppm、6ppm、4ppm，硫酸根离子的含量为352ppm。
81％。
13.3μm，振实密度为2.37g/cm，比表面积为0.18m/g；该锰酸锂正极材料中的钠离子、钾离子、钙离子、镁离子的含量分别为24ppm、16ppm、23ppm、18ppm；该锰酸锂正极材料中的铁离子、铜离子、铅离子、锌离子的含量分别为7ppm、5ppm、8ppm、3ppm，硫酸根离子的含量为
337ppm。
81.6％。
振实密度为2.32g/cm，比表面积为0.23m/g；该锰酸锂正极材料中的钠离子、钾离子、钙离子、镁离子的含量分别为22ppm、18ppm、26ppm、20ppm；该锰酸锂正极材料中的铁离子、铜离子、铅离子、锌离子的含量分别为5ppm、7ppm、5ppm、8ppm，硫酸根离子的含量为349ppm。
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