固相合成法製備鋰電池正極材料錳酸鋰

固相合成法是一種製備鋰電池正極材料錳酸鋰的方法,其主要有固相合成法及熔融浸漬法。

固相合成法是目前製備錳酸鋰最常見的方法之一。固相合成LiMn2O4的基本工藝流程為:混料→焙燒→研磨→篩分→產品,合成LiMn2O4的原料有LiOH、LiNO3、電解MnO2、MnCO3、Mn(NO3)2和Mn(Ac)2等.通常選擇n(Li)/n(Mn)=1/2 (摩爾比),合成溫度為600~850℃。

鋰電池圖片

熔鹽浸漬法最初由Yoshio等提出,是一種改進了的固相合成法。即利用鋰鹽熔點較低,先將反應混合物在鋰鹽熔點處加熱一定時間,在此過程中,鋰鹽滲入到錳鹽材料的多孔中,極大地增加了反應物分子間的接觸面積,其速度要比固體反應快,降低了最終的熱處理溫度,縮短了反應時間,且合成產物細微性分佈均勻,具有較大的比表面積,還保持了金屬氧化物的多孔形狀,因此相對於機械化學法有一定的優越性。熔融浸漬法在固相法製備尖晶石型錳酸鋰中是較好的一種方法,能夠得到電化學性能優良的正極材料,但由於操作複雜,條件較為苛刻,因而不利於工業化。

化學研究員用熔融浸漬法合成了LiMxMn2-xO4(M=Co,Cr,A1,Ti,B,V),以一水合氫氧化鋰、碳酸錳、四氧化三鈷、氧化鉻、氫氧化鋁、二氧化鈦、過二硼酸和五氧化二釩為原料,按配比稱量置於陶瓷研缽中混合。綜合考慮容量和迴圈性能,摻雜鈷的物質的量比為0.1制得的樣品電化學性能最好,首次放電比容量是120mA。

近幾年,隨著科學技術不斷成熟,製備錳酸鋰的新技術不斷出現。

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