(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111594209.1 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 安徽博石高科新材 料股份有限公司 地址 239000 安徽省滁州市中新苏滁高新 技术产业开发区湖州路869号 (72)发明人 陈静波　王剑锋　陈鹏鹛　马岩华　 贺兆书　 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/48(2010.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的制 备及应用 (57)摘要 本发明涉及电化学技术领域， 具体是一种二 氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的制备及应用， 包 括以下步骤： S1.称取材料： 按化学计量比称取二 氧化锰 （MnO2） 、 氟化锂 （LiF） 、 氢氧化铝 （Al(OH) 3） 、 二氧化锆 （ZrO ₂） 、 碳酸锂 （Li2CO3） 、 分散剂、 粘结剂； S2.研磨化桨： 将上述材料固体材料依次 倒入球磨机中， 而后启动球磨机对材料进行研 磨， 并在研磨时将分散剂、 粘接剂倒入球磨机中 进行混合研磨， 从而制得均匀浆料。 本发明有益 效果为本发 明所设计的二氧化锆包覆法， 在使用 该方法生产锰酸锂正极材料时， 生成的LMO－ Al－F－3%材料可以提高锰酸锂电池的高温循环 性能， 从而提高锰酸锂电池的电化学性能。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114284483 A 2022.04.05 CN 114284483 A 1.一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材 料的制备， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1.称取材料： 按化学计量比称取二氧化锰 （MnO2） 、 氟化锂 （LiF） 、 氢氧化铝 （Al(OH)3） 、 二氧化锆 （ZrO2） 、 碳酸锂 （Li2CO3） 、 分散剂、 粘结剂； S2.研磨化桨： 将上述材料固体材料依次倒入球磨机中， 而后启动 球磨机对材料进行研 磨， 并在研磨时将分散剂、 粘接剂倒入球磨机中进行混合研磨， 从而制得均匀浆料； S3.喷雾造粒： 将上述步骤制得浆料倒入喷雾干燥机， 而后启动喷雾干燥剂对浆料进行 雾化干燥， 从而得到合 适的混合物颗粒； S4.高温烧结： 待上一步结束后， 将得到颗粒放入匣钵中， 而后将匣钵推入烧结炉中， 而 后启动烧结炉对匣钵中的混合物进行焙烧； S5.冷却粉碎： 在上一步烧结结束后， 可以将匣钵放置在风冷设备中， 待得冷却到室温 后得到形貌规则、 粒度分布均匀的LiMn1.95Al0.05O3.8F0.2@xZrO2正极材料， 而后可以取 出板结的混合物， 而后放入粉碎机中， 从而对混合进 行粉碎处理， 之后在倒入研磨设备中研 磨， 以便于得到锰酸锂正极材 料。 2.根据权利要求1所述的一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的制备， 其特征在于： 所 述S1中碳酸锂为过量3%的碳酸锂， 所述分散剂为纯水、 乙醇中的一种， 所述粘接剂为聚乙二 醇 （PEG） 。 3.根据权利要求1所述的一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的制备， 其特征在于： 所 述S2中球磨机 选择行星式球磨机， 且研磨时间为 4‑8h。 4.根据权利要求1所述的一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的制备， 其特征在于： 所 述S3中喷雾造粒时控制固液比为1∶ 1 ‑1.5， 出风温度为9 0‑150℃， 进料速度为15 ‑30mL/min， 收尘后温度为120℃， 时间为10 ‑15h。 5.根据权利要求1所述的一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的制备， 其特征在于： 所 述S4中先预烧在高温焙烧， 且预烧时间为1 ‑3h， 温度为450 ‑600℃， 所述高温焙烧时温度为 700‑800℃， 时间为18 ‑30h。 6.一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材 料的应用， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1.搅拌混合： 将制得正极材料、 乙炔黑和聚偏氟乙烯 （PVDF） 一 同倒入混合设备中， 而 后在加入适量溶剂N－甲基吡咯烷酮溶液， 之后启动混合设备， 从而对物料进行混合， 之后 得到混合物浆料； S2.涂布： 将上述混合的浆料倒入涂布设备的存浆机构中， 而后启动涂布设备， 使得浆 料均匀涂布在 铝箔上； S3.真空干燥： 将上述涂布的铝箔放入真空干燥设备中， 而后启动干燥设备对铝箔进行 干燥， 而后放置 到室温环境下冷却； S4.压片冲压： 待上述干燥铝箔冷却至室温时， 将铝箔放置在压片机上， 而后启动压片 机对铝箔冲压， 从而得到复合电极圆片； S5.组合装配： 将得到的圆片作为正极， 金属锂片作为负 极， 并将Cel gard－2400作为隔 膜， 1mol/LLiPF6(EC+DMC)(体积比为1∶1)混合液为电解液， 而后在充满氩气的手套箱内将 上述材料组装成CＲ2025型扣式电池； S6.产品测试： 待上一步 纽扣电池制作结束后可以将扣式电池放入LANDCT2001A型电池 测试系统， 而后启动系统对扣式电池进行充放电测试。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114284483 A 27.根据权利要求6所述的一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的应用， 其特征在于： 所 述S1中正极材料、 乙炔黑和PVDF比例为8∶1∶1， 所述S1中混合设备混合时搅拌速度为300 ‑ 500r/min， 且时间为15 ‑30min。 8.根据权利要求6所述的一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的应用， 其特征在于： 所 述S2所选铝箔 厚度为15 ‑25 μm， 且涂布厚度为5 ‑10 μm。 9.根据权利要求6所述的一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的应用， 其特征在于： 所 述S3中真空干燥时间为5 ‑8h、 温度为10 0‑150℃。 10.根据权利要求6所述的一种二氧化锆包覆 的锰酸锂正极材料的应用， 其特征在于： 所述S4中压片冲压后的 的复合电极圆片为10 ‑15mm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114284483 A 3