编号：FTJS107163
篇名： 一步氧化法制备锰酸锂正极材料用电池级四氧化三锰
作者： 马钟琛 魏子杰 朱明涛 叶恒棣 郭学益 谭磊
关键词： 四氧化三锰 一步氧化法 锰酸锂 电化学性能
机构：中冶长天国际工程有限责任公司
摘要： 通过一步氧化制备Mn3O4,研究反应过程中温度、转速、氨锰摩尔比以及氨水流速变化对Mn3O4结构、形貌、粒径的影响。结果表明,升高温度会加快反应速率,降低体系过饱和度,从而增加产物的粒径;随着转速增加,溶液高速流动带来的剪切力会使Mn3O4的粒径趋于减小且分布更为集中;氨锰摩尔比的提高会直接降低体系的过饱和度并优化晶体的生长,使Mn3O4的粒径增加,球形度更好。其中,在搅拌转速900 r/min、氨锰摩尔比为2.0、温度为70℃的条件下获得的Mn3O4粒径D50为10.3μm,振实密度高达2.65 g/cm3,比表面积仅为0.369 m2/g。在此基础上,通过反应前期调低氨水流速加快成核,在反应后期调高氨水流速从而促进颗粒生长的方式,将Mn3O4粒径D50降至5.34μm,同时保证了2.51 g/cm3的高振实密度和0.400 m2/g的低比表面积。将粒径为10μm级和5μm级的Mn3O4作为前体混合Li2CO3烧制成LiMn2O4正极材料,结果表明10μm的样品拥有更好的循环性能,在1 C的倍率下首圈放电比容量达到121.3 mAh/g,循环200圈后容量保持率为92.8%;5μm样品具有更好的倍率性能,在3 C、5 C、10 C倍率下的比容量分别为102.6、93.4、77.6 mAh/g。