沉淀法制備尖晶石錳酸鋰的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及錳酸鋰的制備領(lǐng)域，具體說是沉淀法制備尖晶石錳酸鋰的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]為緩解全球能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)，一些國家把焦點集中于新能源產(chǎn)業(yè)上，而發(fā)展電動汽車則是新能源產(chǎn)業(yè)的重點；因此，為電動汽車提供清潔環(huán)保的動力型鋰電池越來越受到重視。目前，對動力型鋰電池而言，在制作技術(shù)上和應(yīng)用上有很大的市場和發(fā)展前景，加強(qiáng)動力型錳酸鋰電池的工藝和應(yīng)用研究對于推動新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。
[0003]目前，在制備尖晶石錳酸鋰時，其前驅(qū)體MnOOH的生成直接影響錳酸鋰的質(zhì)量，且現(xiàn)有技術(shù)制備尖晶石錳酸鋰的工藝時間長，設(shè)備貴，以至于生產(chǎn)生本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供沉淀法制備尖晶石錳酸鋰的工藝，通過該工藝簡單易行，成本低廉。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:沉淀法制備尖晶石錳酸鋰的工藝，其包括以下步驟:
(1)配制氨水溶液，將MnSO4溶液和NaOH溶液加入氨水溶液中攪拌反應(yīng)；
(2)再向反應(yīng)溶液中加入H2O2反應(yīng)；
(3)再陳化，抽濾獲得MnOOH；
(4)按化學(xué)計量比取MnOOH和Li2CO3,并加入乙醇球磨；
(5)然后烘干球磨的物料，再置于馬弗爐中煅燒，獲得尖晶石錳酸鋰。
[0006]作為優(yōu)選，MnSO溶液和NaOH溶液的濃度均為0.8 — 1.2mol/L。溶液加入反應(yīng)釜的速度為 10—14mL/min。
[0007]作為優(yōu)選，向氨水溶液MnSO溶液和NaOH溶液速度為10 — 14mL/min，攪拌速度為500一700r/mino
[0008]作為優(yōu)選，步驟(I)中溶液的pH值為8.7，反應(yīng)時間為45—60min。
[0009]作為優(yōu)選，加入H2O2體積為溶液體積的130%。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(I)和步驟(2)的反應(yīng)均在室溫進(jìn)行。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(2)的反應(yīng)時間為30— 45min。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(3)是在95—105°C下陳化5—7h。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(4)的球磨在常溫下進(jìn)行2 — 4h。
[0014]作為優(yōu)選，烘干時在70—90 0C下烘烤I l_13h，煅燒是在700—900 V下煅燒22-24ho
[0015]從以上方案可知，本發(fā)明利用MnSOjP氨水在氧氣條件下錳氧化物，然后通過與加入雙氧水獲得前驅(qū)體，再通過球磨、煅燒后獲得尖晶石錳酸鋰，整個工藝流程用時較短，生成的前驅(qū)體質(zhì)量較高，制備尖晶石錳酸鋰質(zhì)量較好。
【具體實施方式】
[0016]以下詳細(xì)介紹本發(fā)明的沉淀法制備尖晶石錳酸鋰的工藝，其包括:
將MnSO4溶液、NaOH溶液加入氨水中反應(yīng)，約40—60min虎可獲得棕黃色的Mn 304沉淀，其中須保持MnSO 4溶液和NaOH溶液濃度為0.8— 1.2mol/L,采用較大的濃度，可使溶液飽和度增大，反應(yīng)體系中晶體成核速率的增大要遠(yuǎn)高于晶體生成速率的增大，生成的沉淀顆粒較??；還要保持MnSO 4溶液和NaOH溶液加入速度為10 — 14mL/min，可使得粒子分布較??；控制反應(yīng)過程中的PH值為8.7，反應(yīng)在室溫中進(jìn)行，此溫度條件反應(yīng)速率大，成核速率快，反應(yīng)瞬間成核，沉淀粒子粒徑較小，反應(yīng)是攪拌速度為500— 700r/min，攪拌速度過大，顆粒碰撞加劇，顆粒表面形貌會被破壞，攪拌速度過小，顆粒團(tuán)聚較為嚴(yán)重，本發(fā)明的攪拌速度可兼顧團(tuán)聚和顆粒兩個條件，為最優(yōu)選擇。
[0017]在生成Mn爪后，向溶液中加入H2O2,H2O2應(yīng)過量，最好是溶液體積的130%，這樣可完全破壞Mn3O4,使Mn3O4向MnOOH轉(zhuǎn)化；在此過程中，保證反在室溫下進(jìn)行，因為高溫環(huán)境促進(jìn)Mn3O4生長；同時保證pH值為8.7，則可保證轉(zhuǎn)化的進(jìn)行；在30—45min后待氣泡消失，再在95—105°C下陳化5—7h后抽濾獲得前驅(qū)體MnOOH。
[0018]接著，按化學(xué)計量比取MnOOH和Li2CO3,并加入乙醇球磨，球磨在常溫下進(jìn)行2—4h ;然后在70—90°C下烘烤ll_13h球磨后的物料，再置于馬弗爐中在700—900°C下煅燒22~24h,獲得尖晶石猛酸裡。
[0019]實施例1
在室溫下將0.8 mol/L的MnSO4溶液和I mol/L NaOH溶液以10mL/min的速度加入氨水中，保持?jǐn)嚢杷俣?00r/min、pH值為8.7，45min后向容易中加入加入過量30%的H2O2,在室溫下反應(yīng)45min后，在95°C下陳化7h后抽濾獲得前驅(qū)體，再按化學(xué)計量比取MnOOH和Li2CO3,并加入乙醇球磨在常溫下球磨2h，然后在70°C下烘烤13h，再置于馬弗爐中以700 °C下煅燒24h，獲得尖晶石錳酸鋰。取樣分析，尖晶石錳酸鋰平均粒徑為261.2nm，粒徑分布均勻，晶型明顯，結(jié)晶度良好，具有光滑的表面。
[0020]實施例2
在室溫下將I mol/L的MnSO4溶液和1.2 mol/L NaOH溶液以12mL/min的速度加入氨水中，保持?jǐn)嚢杷俣?00r/min、pH值為8.7，50min后向容易中加入加入過量30%的H2O2，在室溫下反應(yīng)40min后，在100°C下陳化6h后抽濾獲得前驅(qū)體，再按化學(xué)計量比取MnOOH和Li2CO3,并加入乙醇球磨在常溫下球磨3h，然后在80°C下烘烤12h，再置于馬弗爐中以800 °C下煅燒24h，獲得尖晶石錳酸鋰。取樣分析，尖晶石錳酸鋰平均粒徑為202.2nm，粒徑分布均勻，晶型明顯，結(jié)晶度良好，具有光滑的表面。
[0021]實施例3
在室溫下將1.2 mol/L的MnSO4溶液和0.8 mol/L NaOH溶液以14mL/min的速度加入氨水中，保持?jǐn)嚢杷俣?00r/min、pH值為8.7，60min后向容易中加入加入過量30%的H2O2,在室溫下反應(yīng)30min后，在105°C下陳化5h后抽濾獲得前驅(qū)體，再按化學(xué)計量比取MnOOH和Li2CO3,并加入乙醇球磨在常溫下球磨4h，然后在90°C下烘烤llh，再置于馬弗爐中以900 °C下煅燒22h，獲得尖晶石錳酸鋰。取樣分析，尖晶石錳酸鋰平均粒徑為238.9nm，粒徑分布均勻，晶型明顯，結(jié)晶度良好，具有光滑的表面。
[0022]上述實施方式僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。
【主權(quán)項】
1.沉淀法制備尖晶石錳酸鋰的工藝，其包括以下步驟: (1)配制氨水溶液，將MnSO4溶液和NaOH溶液加入氨水溶液中攪拌反應(yīng)； (2)再向反應(yīng)溶液中加入H2O2反應(yīng)； (3)再陳化，抽濾獲得MnOOH； (4)按化學(xué)計量比取MnOOH和Li2CO3,并加入乙醇球磨； (5)然后烘干球磨的物料，再置于馬弗爐中煅燒，獲得尖晶石錳酸鋰。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于=MnSO溶液和NaOH溶液的濃度均為0.8—1.2mol/L，溶液加入反應(yīng)釜的速度為10 — 14mL/min03.根據(jù)權(quán)利要求2所述工藝，其特征在于:向氨水溶液MnSO溶液和NaOH溶液速度為10一14mL/min，攬摔速度為 500—700r/min。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述工藝，其特征在于:步驟(I)中溶液的pH值為8.7，反應(yīng)時間為45—60mino5.根據(jù)權(quán)利要求4所述工藝，其特征在于:加入H202體積為溶液體積的130%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述工藝，其特征在于:步驟(I)和步驟(2)的反應(yīng)均在室溫進(jìn)行。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述工藝，其特征在于:步驟(2)的反應(yīng)時間為30—45min。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述工藝，其特征在于:步驟(3)是在95—105°C下陳化5—7h。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于:步驟(4)的球磨在常溫下進(jìn)行2— 4h。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于:烘干時在70-9(TC下烘烤ll_13h，煅燒是在 700—900 °C 下煅燒 22-24h。
【專利摘要】本發(fā)明屬于錳酸鋰的制備領(lǐng)域，具體說是沉淀法制備尖晶石錳酸鋰的工藝，其包括配制氨水溶液，將MnSO4溶液和NaOH溶液加入氨水溶液中攪拌反應(yīng)；再向反應(yīng)溶液中加入H2O2反應(yīng)；再陳化，抽濾獲得MnOOH；按化學(xué)計量比取MnOOH和Li2CO3,并加入乙醇球磨；然后烘干球磨的物料，再置于馬弗爐中煅燒，獲得尖晶石錳酸鋰。本發(fā)明利用MnSO4和氨水在氧氣條件下錳氧化物，然后通過與加入雙氧水獲得前驅(qū)體，再通過球磨、煅燒后獲得尖晶石錳酸鋰，整個工藝流程用時較短，生成的前驅(qū)體質(zhì)量較高，制備尖晶石錳酸鋰質(zhì)量較好。
【IPC分類】H01M10/052, C01G45/12
【公開號】CN105152221
【申請?zhí)枴緾N201510470339
【發(fā)明人】易鑒榮, 林荔琍, 唐臻, 吳堅, 林荔珊
【申請人】柳州豪祥特科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月5日