一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，其包括如下步驟：取錳酸鋰細(xì)粉和鋰鹽，以錳和鋰的元素摩爾比為1∶0.03~0.1混合，所得混合物混合3h，得到混合料；取混合料100重量份，向其中加入4~10重量份的水后，繼續(xù)混合0.5小時(shí)，得到預(yù)處理料；將預(yù)處理料在1000~2000kN壓力下壓成料塊；將料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.1~0.6m3/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至650~800℃燒結(jié)15h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。通過(guò)本發(fā)明的方法可將制備錳酸鋰過(guò)程中產(chǎn)生的錳酸鋰細(xì)粉進(jìn)行回收再利用，降低生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種錳酸鋰廢料的處理方法，具體涉及一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋰離子電池以其優(yōu)良的性能被世界關(guān)注和應(yīng)用。錳酸鋰的晶體結(jié)構(gòu)因存在大量的嵌鋰空間和較短的離子擴(kuò)散路徑等優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的電化學(xué)性能，而常被用做鋰離子電池正極材料。
[0003]尖晶石錳酸鋰晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，市場(chǎng)上的產(chǎn)品均為此種結(jié)構(gòu)，而高溫固相法是合成尖晶石錳酸鋰材料的首選方法。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01310188919.3的《一種添加助燒劑低溫?zé)Y(jié)制備錳酸鋰的方法》公開(kāi)了一種低溫?zé)Y(jié)制備錳酸鋰的方法。然而，無(wú)論高溫還是低溫?zé)Y(jié)，在其制備過(guò)程中，都會(huì)不可避免的產(chǎn)生一些錳酸鋰細(xì)粉，這些錳酸鋰細(xì)粉由于粒度小，電性能差，若加入正常產(chǎn)品中，會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)，目前多采用低價(jià)處理、返回二氧化錳廠家進(jìn)行回收再加工，不僅浪費(fèi)了原料，還增加了材料成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種錳酸鋰粉末的處理方法，將制備錳酸鋰過(guò)程中產(chǎn)生的錳酸鋰細(xì)粉進(jìn)行回收再利用，降低生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，其包括如下步驟:
1)取錳酸鋰細(xì)粉和鋰鹽，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.03、.1混合，所得混合物混合3 h，得到混合料；
2)取步驟I)所得混合料100重量份，向其中加入Γ10重量份的水后，繼續(xù)混合0.5小時(shí)，得到預(yù)處理料；
3)將步驟2)得到的預(yù)處理料在100(T2000kN壓力下壓成料塊；
4)將步驟3)得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.Γ0.6 τα/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至65(T800 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
[0006]優(yōu)選的，其包括如下步驟:
1)取錳酸鋰細(xì)粉和鋰鹽，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.05混合，所得混合物混合3h，得到混合料；
2)取步驟I)所得混合料100重量份，向其中加入5重量份的水后，繼續(xù)混合0.5 h，得到預(yù)處理料；
3)將步驟2)得到的預(yù)處理料在1500kN壓力下壓成料塊；
4)將步驟3)得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.4 τα/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至700 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
[0007]其中，所述錳酸鋰細(xì)粉為錳酸鋰制備過(guò)程中或其成品破碎時(shí)產(chǎn)生的粒徑小于5μ m的細(xì)粉。
[0008]其中，所述鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰或氯化鋰中的一種。
[0009]其中，所述步驟I)中的混合操作采用無(wú)重力混合機(jī)進(jìn)行混合。
[0010]其中，所述步驟4)中的升溫過(guò)程采用如下升溫程序升溫:首先以3(Γ100 V /h的升溫速率升至40(T600 °C，然后以3(T80 °C/h的升溫速率升溫。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:錳酸鋰細(xì)粉利用本方法處理后，其粒度適中，中值粒徑為
7、μπι，電化學(xué)性能優(yōu)良，電容量為10(Tl02 mAh/g，可將其加入到錳酸鋰材料中，從而降低材料成本，減少資源浪費(fèi)。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明方法是一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，其包括如下步驟:
1)取錳酸鋰細(xì)粉和鋰鹽，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.03、.1混合，所得混合物混合3 h，得到混合料；
2)取步驟I所得混合料100重量份，向其中加入Γ10重量份的水后，繼續(xù)混合0.5小時(shí)，得到預(yù)處理料；
3)將步驟2得到的預(yù)處理料在100(T2000kN壓力下壓成料塊；
4)將步驟3得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.Γ0.6 τα/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至65(T800 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
[0013]本發(fā)明的方法中，錳酸鋰細(xì)粉可以為錳酸鋰制備過(guò)程中或其成品經(jīng)渦流式破碎機(jī)破碎時(shí)產(chǎn)生的粒徑在小于5 μm的細(xì)粉。
[0014]本發(fā)明的方法中，鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰或氯化鋰中的一種，其中優(yōu)選氫氧化鋰或碳酸鋰。
[0015]本發(fā)明的方法中，步驟I)中錳和鋰的元素摩爾比優(yōu)選1: 0.05，混合操作采用的方法和設(shè)備不受限制，優(yōu)選無(wú)重力混合機(jī)進(jìn)行混合。
[0016]本發(fā)明的方法中，步驟2)中優(yōu)選以100重量份的步驟I所得混合料，加入5重量份的水后混合0.5 ho
[0017]本發(fā)明的方法中，步驟3)中優(yōu)選以1500 kN的壓力下壓塊，設(shè)備可采用油壓機(jī)。
[0018]本發(fā)明的方法中，將步驟3)得到的料塊放入電爐中燒結(jié)時(shí)，優(yōu)選以0.4 τα/h的流量向電爐中通入氧氣，燒結(jié)溫度優(yōu)選700 °C。
[0019]為加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0020]中值粒徑的測(cè)量方法:利用馬爾文粒度測(cè)試儀來(lái)測(cè)量中值粒徑。
[0021]克容量的測(cè)量方法:將待測(cè)材料做正極，制備成14500型號(hào)鋰電池，IC充放電測(cè)試，以循環(huán)4次后的正極克容量為準(zhǔn)。
[0022]實(shí)施例
錳酸鋰細(xì)粉為河北某公司制備錳酸鋰的過(guò)程中產(chǎn)生的和錳酸鋰成品經(jīng)渦流式破碎機(jī)破碎時(shí)產(chǎn)生的粒徑在小于5 μπι的細(xì)粉(中值粒徑為3 μπι，克容量為90 mAh/g)、氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰或氯化鋰(購(gòu)于四川天齊鋰業(yè)，工業(yè)級(jí))、氧氣(工業(yè)級(jí))。
[0023]實(shí)施例1
I)取錳酸鋰細(xì)粉和硝酸鋰，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.03混合，所得混合物混合3 h，得到混合料；
2)取步驟I所得混合料100重量份，向其中加入4重量份的水后，繼續(xù)混合0.5小時(shí)，得到預(yù)處理料；
3)將步驟2得到的預(yù)處理料在1000kN壓力下壓成料塊；
4)將步驟3得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.1 m3/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至650°C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
[0024]對(duì)回收料進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得中值粒徑為7 μ m，電容量為100 mAh/g。
[0025]實(shí)施例2
1)取錳酸鋰細(xì)粉和氯化鋰，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.1混合，所得混合物混合3h，得到混合料；
2)取步驟I所得混合料100重量份，向其中加入10重量份的水后，繼續(xù)混合0.5小時(shí)，得到預(yù)處理料；
3)將步驟2得到的預(yù)處理料在2000kN壓力下壓成料塊；
4)將步驟3得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.6 m3/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至800 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
[0026]對(duì)回收料進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得中值粒徑為8 μ m，電容量為101 mAh/g。
[0027]實(shí)施例3
1)取錳酸鋰細(xì)粉和碳酸鋰，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.05混合，所得混合物混合3 h，得到混合料；
2)取步驟I所得混合料100重量份，向其中加入5重量份的水后，繼續(xù)混合0.5 h，得到預(yù)處理料；
3)將步驟2得到的預(yù)處理料在1500kN壓力下壓成料塊；
4)將步驟3得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.4 m3/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至700 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
[0028]對(duì)回收料進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得中值粒徑為9 μ m，電容量為102 mAh/g。
[0029]實(shí)施例4
1)取錳酸鋰細(xì)粉和氫氧化鋰，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.05混合，所得混合物混合3 h，得到混合料；
2)取步驟I所得混合料100重量份，向其中加入5重量份的水后，繼續(xù)混合0.5 h，得到預(yù)處理料；
3)將步驟2得到的預(yù)處理料在1500kN壓力下壓成料塊；
4)將步驟3得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.4 m3/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至700 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
[0030]對(duì)回收料進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得中值粒徑為9 μ m，電容量為101 mAh/g。
[0031]結(jié)合實(shí)施例1?4，錳酸鋰回收料的中值粒徑在7?9 μ m,電容量為10(Tl02 mAh/g,較原錳酸鋰細(xì)粉無(wú)論在中值粒徑和電容量上均大幅提高，接近用于鋰電池對(duì)錳酸鋰材料對(duì)中值粒度為1(Γ15 μ m，電容量為106?108 mAh/g的要求，可以添加到錳酸鋰材料中，從而降低材料成本，減少資源浪費(fèi)。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，其特征在于其包括如下步驟: 1)取錳酸鋰細(xì)粉和鋰鹽，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.03、.1混合，所得混合物混合3 h，得到混合料； 2)取步驟I)所得混合料100重量份，向其中加入Γ10重量份的水后，繼續(xù)混合0.5小時(shí)，得到預(yù)處理料； 3)將步驟2)得到的預(yù)處理料在100(T2000kN壓力下壓成料塊； 4)將步驟3)得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.Γ0.6 τα/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至65(T800 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，其特征在于其包括如下步驟: 1)取錳酸鋰細(xì)粉和鋰鹽，以錳和鋰的元素摩爾比為1: 0.05混合，所得混合物混合3h，得到混合料； 2)取步驟I)所得混合料100重量份，向其中加入5重量份的水后，繼續(xù)混合0.5 h，得到預(yù)處理料； 3)將步驟2)得到的預(yù)處理料在1500kN壓力下壓成料塊； 4)將步驟3)得到的料塊放入電爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)以0.4 τα/h的流量向電爐中通入氧氣，升溫至700 °C燒結(jié)15 h，即得到處理好的錳酸鋰回收料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，所述錳酸鋰細(xì)粉為錳酸鋰制備過(guò)程中或其成品破碎時(shí)產(chǎn)生的粒徑小于5 μm的細(xì)粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，所述鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰或氯化鋰中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，所述步驟I)中的混合操作采用無(wú)重力混合機(jī)進(jìn)行混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種錳酸鋰細(xì)粉的處理方法，所述步驟4)中的升溫過(guò)程采用如下升溫程序升溫:首先以30?100 V /h的升溫速率升至400?600 °C，然后以30?80 V /h的升溫速率升溫。
【文檔編號(hào)】C01G45/12GK104466164SQ201410717053
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】劉慶國(guó), 蔣國(guó)勝, 何立強(qiáng), 路杰 申請(qǐng)人:趙縣強(qiáng)能電源有限公司