权利要求
(2)烧结：把混合料置于回转炉煅烧，通入空气，然后开始升温，升温时间：2～3h;恒温时间：4～6h;降温时间：4～6h。恒温温度：650～750℃;
(3)后处理：将冷却的物料进行破碎、过筛、除铁后得到锰酸锂。
2.根据权利要求1所述的低成本锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的四氧化三锰颗粒D50为3-8μm。
3.根据权利要求1所述的低成本锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的碳酸锂颗粒D50为4-7μm。
4.根据权利要求1所述的低成本锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的四氧化三锰与碳酸锂的摩尔比为(1～1.3)：1。
5.根据权利要求1所述的低成本锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的金属元素的添加量为四氧化三锰质量的0.1%～1%。
6.根据权利要求1所述的低成本锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的混合时间为60-120min，转速为30-50rpm。
7.根据权利要求1所述的低成本锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的空气进气量为100～200m3/h，所述步骤(2)的升温速度为5℃/min。
8.根据权利要求1所述的低成本锰酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的金属元素为纳米级铝、钛、镁、锆或铌金属氧化物。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及新能源锂电池材料技术领域，尤其涉及一种低成本锰酸锂材料的制备方法。
背景技术
[0002]锂离子电池作为新能源产业已经在全世界得到推广，锰酸锂作为锂离子电池正极材料的一种，一直是行业内研究的重点和发展方向，并以广泛应用于数码产品、电动工具、电动车以及电动汽车领域。相比于磷酸铁锂、镍钴锰酸锂等材料，锰酸锂更具性价比，往往成本也是最低。
[0003]传统的锰酸锂生产包括配混、烧结、粉碎、过筛、除铁、包装等工序，其中成本占比最大的工序是烧结，占生产成本的60%以上，对于优化烧结模式可以极大的降低材料的生产成本。
[0004]现有的锰酸锂烧结工序一般采用隧道炉或辊道炉，都是通过匣钵装载物料静态合成方式，这种合成方式产量较小、吨耗大、受热不均匀而导致产品一致性差。
发明内容
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种成本更低的四氧化三锰作为合成原料，用回转炉作为烧结载体，采用动态合成方式，有利于物料的充分反应，使产量不受限，并且大幅降低烧结时间及烧结温度，变相的降低了能耗的同时又提高了产量，同时产品的一致性得到了提升。
[0006]为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：一种低成本锰酸锂材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)预处理：将四氧化三锰、碳酸锂，掺杂的金属元素放入设备中充分混合，得到混合料;
[0008](2)烧结：把混合料置于回转炉煅烧，通入空气，然后开始升温，升温时间：2～3h;恒温时间：4～6h;降温时间：4～6h。恒温温度：650～750℃。
[0009](3)后处理：将冷却的物料进行破碎、过筛、除铁后得到锰酸锂。
[0010]进一步地，所述步骤(1)的四氧化三锰颗粒D50为3-8μm。
[0011]进一步地，所述步骤(1)的碳酸锂颗粒D50为4-7μm。
[0012]进一步地，所述步骤(1)的四氧化三锰与碳酸锂的摩尔比为(1～1.3)：1。
[0013]进一步地，所述步骤(1)的金属元素的添加量为四氧化三锰质量的0.1%～1%。
[0014]进一步地，所述步骤(1)的混合时间：60-120min，转速：30-50rpm。
[0015]进一步地，所述步骤(2)的空气进气量为100～200m3/h。
[0016]进一步地，所述步骤(2)的升温速度为5℃/min。
[0017]进一步地，所述步骤(1)的金属元素为纳米级铝、钛、镁、锆或铌金属氧化物。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0019](1)本发明的制备方法降低了物料的烧结周期及烧结温度。
[0020](2)本发明的制备方法不受原料等因素影响，大大提升了烧结产量。
[0021](3)本发明采用回转炉作为烧结载体，采用动态合成方式，受热均匀，反应充分，产品一致性更好。
[0022](4)本发明的制备方法省去进出炉装置及循环线体等配套，简化生产工艺。
附图说明
[0023]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0024]图1是本发明实施例1锰酸锂材料1000倍的扫描电镜。
[0025]图2是本发明对比例1锰酸锂材料1000倍的扫描电镜。
[0026]图3是本发明实施例1和对比例1充放电循环曲线图。
具体实施方式
[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]实施例1
[0029]本发明实施例提供了一种低成本锰酸锂材料的制备方法，包括如下步骤：
[0030](1)分别选取D50:5um的单晶四氧化三锰以及D50:6um的碳酸锂，按比例称取四氧化三锰、碳酸锂、纳米氧化铝分别为：843kg、224kg、2kg;按顺序投入斜混机内，以30rpm的速度的定时90min。结束后测其锂含量，如不合格则再追混30分钟。
[0031](2)将合格的混合后的物料匀速投入回转炉内，参数为5℃/min升至720℃，恒温6h，冷却6h后出料，全程通入空气，流量按200m3/h。
[0032](3)将烧结后物料破碎、过筛、除铁得到锰酸锂材料，取样测试SEM(见图1)及扣电(见图3)。其中成品半电池充放电数据常温45℃，倍率为1C，电压为3.0V～4.3V。
[0033]对比例1
[0034]采用传统烧结的工艺
[0035](1)分别选取D50:5um的单晶四氧化三锰以及D50:6um的碳酸锂，按比例称取四氧化三锰、碳酸锂、纳米氧化铝分别为：843kg、224kg、2kg;按顺序投入斜混机内，以30rpm的速度的定时90min。结束后测其锂含量，如不合格则再追混30分钟。
[0036](2)将合格的混合后的物料匀速投入辊道炉内，参数为3℃/min升至800℃，恒温10h，冷却6h后出料，全程通入空气，流量按200m3/h。
[0037](1)烧结后物料破碎、过筛、除铁得到我们所需生产的物料，取样测试SEM(见图2)及扣电(见图3)。其中成品半电池充放电数据常温45℃，倍率为1C，电压为3.0V～4.3V。
[0038]测试结果
[0039]通过图1和图2对比可知，本发明采用的烧结方案与传统烧结方案，产品晶体结构完整，晶体表面贴合紧密，分布均匀，整体效果表现都比较良好。通过图3对比循环性能本发明方案性能更优。在能耗方面，本发明方案烧结周期缩短6h，温度降低80℃，对比传统烧结工艺，整体吨耗降低30%以上。
[0040]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(3)
