專利名稱：一種球形摻鋁四氧化三錳及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摻鋁的錳的氧化物及其制備方法，尤其涉及一種摻鋁四氧化三錳顆粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
錳酸鋰用于鋰離子電池尤其是動(dòng)力型鋰離子電池，具有資源豐富、價(jià)格便宜、安全性能好、對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，但其儲(chǔ)存性能、循環(huán)性能和高溫性能是影響其使用的關(guān)鍵。
目前，制造錳酸鋰主要使用電解二氧化錳作為原材料，通過與碳酸鋰或氫氧化鋰混合，然后在800°C左右高溫下焙燒而制得，這樣得到的錳酸鋰產(chǎn)品的品質(zhì)不夠好，主要缺點(diǎn)是電解二氧化錳粉末由機(jī)械粉碎制得，其顆粒形貌不好控制，通常為不定型顆粒，比表面積大，另外電解二氧化錳本身的雜質(zhì)含量高，如硫酸根一般為1. 以上，鈣、鎂雜質(zhì)在 300ppm左右，鈉雜質(zhì)含量3000ppm的水平，且在粉碎過程中因機(jī)械設(shè)備問題容易帶入鐵雜質(zhì)，這些因素都對(duì)錳酸鋰產(chǎn)品的質(zhì)量造成負(fù)面影響。生產(chǎn)高品質(zhì)錳酸鋰最好使用球形四氧化三錳為原材料，同樣通過與碳酸鋰或氫氧化鋰混合經(jīng)高溫焙燒制得，一方面是因?yàn)槠湎嗝矠榍蛐?、比表面積小，有利于電池生產(chǎn)過程的加工和減少錳溶解所導(dǎo)致的容量衰減，另一方面四氧化三錳的生產(chǎn)過程為濕法，可以很好地控制雜質(zhì)含量，有利于保持電池的循環(huán)性能。
為進(jìn)一步提高錳酸鋰產(chǎn)品的性能、避免Jahn-Teller效應(yīng)對(duì)錳酸鋰材料的破壞， 比較有益的做法是在錳酸鋰材料中摻入鋁離子來提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。目前摻鋁的方式是在錳酸鋰與鋰源物質(zhì)混合時(shí)同時(shí)摻入鋁鹽或鋁氧化物，在高溫焙燒時(shí)使鋁離子滲透至錳酸鋰材料內(nèi)部，但這種方式的效果不盡人意，有可能混料不均勻?qū)е虏牧喜痪鶆?，且滲鋁過程主要集中在材料的顆粒表面，顆粒里層的滲鋁效果得不到保障。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化、振實(shí)密度高、在分子水平上實(shí)現(xiàn)均勻摻鋁的球形摻鋁四氧化三錳，還相應(yīng)提供一種可有效控制雜質(zhì)含量和范圍、工藝步驟簡(jiǎn)單、污染少、成本低的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種球形摻鋁四氧化三錳，所述球形摻鋁四氧化三錳是一種復(fù)合氧化物，其化學(xué)式為Mn3O4 ·ζΑ1203，其中，z=0. 01 0. 5，所述球形摻鋁四氧化三錳的D5tl粒度為5 μ m 20 μ m，所述球形摻鋁四氧化三錳的振實(shí)密度彡 2. Og/cm3 (優(yōu)選為 2. 2 g/cm3 3. 0 g/cm3)。
作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法，包括以下步驟(1)按所述化學(xué)式中的化學(xué)計(jì)量比稱取可溶性鋁鹽和二價(jià)錳的可溶性錳鹽，用純水或去離子水配制成含三價(jià)鋁離子和二價(jià)錳離子的混合溶液；(2)稱取氫氧化鈉，用純水或去離子水配制成氫氧化鈉溶液；(3)將上述步驟(1)中的混合溶液和步驟(2)中的氫氧化鈉溶液連續(xù)地加入到反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器中二價(jià)錳離子與三價(jià)鋁離子的總摩爾數(shù)與氫氧化鈉的摩爾數(shù)之比為 (0.5 1.5) 2，然后進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為40°C 80°C，反應(yīng)液的pH值為 7. 5 13. 5，同時(shí)向反應(yīng)液中加入足量的氧化劑對(duì)反應(yīng)過程中生成的沉淀物進(jìn)行氧化處理；(4)對(duì)上述步驟(3)后的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，然后用純水或去離子水漂洗分離后的沉淀物，再經(jīng)干燥即得到球形摻鋁四氧化三錳。
作為對(duì)上述球形摻鋁四氧化三錳的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(1)配得的混合溶液中還添加有調(diào)和劑A，所述調(diào)和劑A包括司本、0P-10、十二烷基硫酸鈉、氟化銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、氟化鈉、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇中的至少一種。
上述的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法，所述步驟(1)配得的混合溶液中，二價(jià)錳離子的總濃度優(yōu)選控制在20g/L 200g/L，三價(jià)鋁離子的總濃度優(yōu)選控制在0. 05g/L 50g/L,所述調(diào)和劑A的總濃度優(yōu)選控制在0. lg/L 20g/L。
作為對(duì)上述球形摻鋁四氧化三錳的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(2)配得的氫氧化鈉溶液中還添加有調(diào)和劑B，所述調(diào)和劑B包括司本、0P-10、十二烷基硫酸鈉、氨水、 乙二胺、氟化銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、氟化鈉、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇、EDTA、EDTA 二鈉、EDTA四鈉、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇中的至少一種。
上述的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法，所述步驟(2)配得的氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉的濃度優(yōu)選控制在50g/L 500g/L，所述調(diào)和劑B的總濃度優(yōu)選控制在0. lg/L 50g/L。
上述的調(diào)和劑A和/或調(diào)和劑B的作用都是便于后續(xù)步驟(3)中的沉淀生長(zhǎng)為球形，機(jī)理上可以是通過選擇性吸附來改變沉淀顆粒的生長(zhǎng)方向，也可以是通過改變沉淀顆粒與反應(yīng)液的界面潤(rùn)濕性能來改善晶粒的生長(zhǎng)速度，還可以是影響反應(yīng)速度來控制沉淀顆粒的生長(zhǎng)速度；無論對(duì)于調(diào)和劑A和/或調(diào)和劑B，如果選用物質(zhì)的溶解速度慢，則均可進(jìn)行加熱來加速溶解。
上述的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法，所述步驟(1)中的可溶性錳鹽優(yōu)選包括硫酸錳、硝酸錳、氯化錳中的至少一種，例如可以是前述可溶性錳鹽中的一種，也可以是其中任意二種錳鹽的任意比例的混合，還可以是其中三種的任意比例的混合。
上述的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法，所述步驟(1)中的可溶性鋁鹽優(yōu)選包括硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁中的至少一種，例如可以是前述可溶性鋁鹽中的一種，也可以是其中任意二種鋁鹽的任意比例的混合，還可以是其中三種的任意比例的混合。
上述的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法，所述步驟(3)中的氧化劑優(yōu)選包括雙氧水、氧氣、空氣、過硫酸銨或硫代硫酸鈉中的至少一種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明制備方法的工藝流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)；主要合成過程為濕法生產(chǎn)，可通過控制原材料的雜質(zhì)水平而降低產(chǎn)品的雜質(zhì)含量；制造出微觀結(jié)構(gòu)為球形的粉末顆粒，實(shí)現(xiàn)了分子水平的均勻摻鋁效果。使用本發(fā)明方法制造出的球形摻鋁四氧化三錳產(chǎn)品的振實(shí)密度高達(dá)2. Og/cm3以上，是合成優(yōu)質(zhì)錳酸鋰的重要原材料。本發(fā)明的產(chǎn)品可顯著改進(jìn)錳酸鋰產(chǎn)品的循環(huán)性能和高溫性能，而且可增強(qiáng)錳酸鋰產(chǎn)品在鋰離子小型電池和動(dòng)力電池中的應(yīng)用，用本發(fā)明產(chǎn)品合成的錳酸鋰是鋰離子動(dòng)力電池與高端鋰離子小型電池的理想材料。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中制得的球形摻鋁四氧化三錳的電子顯微照片。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中制得的球形摻鋁四氧化三錳的電子顯微照片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
一種本發(fā)明的球形摻鋁四氧化三錳，該球形摻鋁四氧化三錳是一種復(fù)合氧化物， 該球形摻鋁四氧化三錳的化學(xué)式為Mn3O4 · ^rAl2O3,其中，01 0. 5，D50粒度為5 μ m 20 μ m,該球形摻鋁四氧化三錳的振實(shí)密度彡2. Og/cm3。
該球形摻鋁四氧化三錳粉末材料的制造方法具體可包括以下步驟(1)按上述化學(xué)式中的化學(xué)計(jì)量比稱取可溶性鋁鹽和二價(jià)錳的可溶性錳鹽，用純水或去離子水配制成含二價(jià)錳離子20g/L 200g/L與含三價(jià)鋁離子0. 05g/L 50g/L的混合溶液；可溶性錳鹽為硫酸錳、硝酸錳、氯化錳中的至少一種；可溶性鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁、 氯化鋁中的至少一種；(2)稱取調(diào)和劑A，將其加入到步驟(1)得到的混合溶液中，攪拌均勻后形成含調(diào)和劑A 濃度為0. lg/L 20g/L的混合溶液；調(diào)和劑A為司本、0P-10、十二烷基硫酸鈉、氟化銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、氟化鈉、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇、EDTA、EDTA 二鈉、EDTA四鈉、 羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和聚乙烯醇中的至少一種(根據(jù)調(diào)和劑B的使用情況，調(diào)和劑A可以不加)；配制的錳鹽溶液中，如果有沉淀或雜質(zhì)，需要先進(jìn)行過濾或除雜處理，去除雜質(zhì)的最好時(shí)機(jī)是在配制前對(duì)原材料進(jìn)行除雜處理；(3)稱取氫氧化鈉，用純水或去離子水配制成濃度為50g/L 500g/L的氫氧化鈉溶液 (所用氫氧化鈉可以是市售的固體片堿，也可以直接用市售的液堿配制)；(4)稱取調(diào)和劑B，將其加入到步驟(3)得到的氫氧化鈉溶液中，攪拌均勻后形成含調(diào)和劑B濃度為0. lg/L 50g/L的氫氧化鈉溶液；調(diào)和劑B為司本、0P-10、十二烷基硫酸鈉、氨水、乙二胺、氟化銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、氟化鈉、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇、 EDTA、EDTA 二鈉、EDTA四鈉、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和聚乙烯醇中的至少一種(可視情況不加調(diào)和劑B)；配制的氫氧化鈉溶液或加入調(diào)和劑B后的氫氧化鈉溶液，如果有沉淀或雜質(zhì)，需要在配制后進(jìn)行過濾或除雜處理，為使最終產(chǎn)品的雜質(zhì)含量最低，最好是在配制前對(duì)原材料進(jìn)行除雜處理；(5)將上述步驟(2)和步驟(4)中分別得到的混合溶液和氫氧化鈉溶液按二價(jià)錳離子與三價(jià)鋁離子的摩爾數(shù)之和與氫氧化鈉的摩爾數(shù)之比為(0.5 1.5) 2的比例連續(xù)地加入到反應(yīng)器中(即一邊反應(yīng)的同時(shí)一邊按比例加入)，進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為 40°C 80°C，通過調(diào)節(jié)錳鹽溶液與氫氧化鈉溶液的相對(duì)加料速度，控制反應(yīng)液的pH值為 7. 5 13. 5，同時(shí)，向反應(yīng)液中加入足量的氧化劑對(duì)沉淀物進(jìn)行氧化處理，使二價(jià)錳化合物沉淀轉(zhuǎn)化為四氧化三錳；氧化劑為雙氧水、氧氣、空氣、過硫酸銨或硫代硫酸鈉中的至少一種，氧化劑的用量不能低于反應(yīng)的理論需要量；反應(yīng)過程為連續(xù)加料時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物自反應(yīng)器上的溢流口排出；(6)離心或沉降分離步驟(5)中排出的產(chǎn)物，再用純水或去離子水漂洗沉淀物，為保證水洗的效果，可控制最終水洗后的洗液的PH值為7 7. 5，然后干燥，干燥過程可直接在空氣中進(jìn)行，干燥后即得球形摻鋁四氧化三錳粉末產(chǎn)品。
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1 一種如圖1所示的本發(fā)明的球形摻鋁四氧化三錳，該球形摻鋁四氧化三錳的化學(xué)式為 Mn3O4 · 0. 052A1203，D50 粒度為 9. 7 μ m,振實(shí)密度為 2. 4g/cm3。
用純水配制二價(jià)錳離子濃度為58g/L與三價(jià)鋁離子濃度為1. Og/L的硫酸錳與硫酸鋁混合溶液20L，稱取60g異丙醇和70g氟化鈉加入到上述溶液中并攪拌均勻；用純水配制濃度為200g/L的氫氧化鈉溶液20L，按硫酸錳與硫酸鋁混合溶液500mL/h的流量、錳離子與鋁離子的摩爾數(shù)之和與氫氧化鈉的摩爾數(shù)之比為1 2的比例，用計(jì)量泵將硫酸錳與硫酸鋁混合溶液和氫氧化鈉溶液加入至容積為8L的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)的溫度為70°C，反應(yīng)液的PH值為10.0，同時(shí)通足量的空氣對(duì)沉淀進(jìn)行氧化，產(chǎn)物自反應(yīng)器上部的溢流口排出， 反應(yīng)進(jìn)行30h后停止。取IOh 20h的溢流產(chǎn)物，沉降分離后用純水分多次洗滌至pH值為 7. 2，然后在120°C的烘箱中干燥沉淀物得摻鋁四氧化三錳310g。
對(duì)本實(shí)施例制得的產(chǎn)物四氧化三錳進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示其Mn元素的的百分含量為69. 6%，Al元素的百分含量為1. 2%，粒度指標(biāo)D5tl為9. 7 μ m，振實(shí)密度為2. 4g/cm3,做掃描電鏡(SEM)觀察后的照片如圖1所示，由圖1可見其顆粒形貌為球形。
實(shí)施例2:一種如圖2所示的本發(fā)明的球形摻鋁四氧化三錳，該球形摻鋁四氧化三錳的化學(xué)式為 Mn3O4 · 0. 075A1203, D5。粒度為 11. 7 μ m，振實(shí)密度為 2. 2g/cm3。
用純水配制二價(jià)錳離子濃度為58g/L與三價(jià)鋁離子濃度為1. 5g/L的硫酸錳與硫酸鋁混合溶液200L，稱取600g異丙醇和700g氟化鈉加入到上述溶液中并攪拌均勻；用純水配制濃度為120g/L的氫氧化鈉溶液200L，按硫酸錳與硫酸鋁混合溶液8L/h的流量、錳離子與鋁離子的摩爾數(shù)之和與氫氧化鈉的摩爾比為1 2的比例，用計(jì)量泵將硫酸錳與硫酸鋁混合溶液和氫氧化鈉溶液加入至容積為100L的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)的溫度為60°C，反應(yīng)液的PH值為9. 2，同時(shí)通足量的空氣對(duì)沉淀進(jìn)行氧化，產(chǎn)物自反應(yīng)器上部的溢流口排出，反應(yīng)進(jìn)行19h后停止，然后將溢流產(chǎn)物與反應(yīng)釜內(nèi)的產(chǎn)物混合，沉降分離后用純水分多次洗滌至PH值為7. 5，然后在120°C的烘箱中干燥沉淀物得摻鋁四氧化三錳11. 4kg。
對(duì)本實(shí)施例制得的產(chǎn)物摻鋁四氧化三錳進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示其Mn元素的的百分含量為69. 2%, Al元素的百分含量為1. 7%，粒度指標(biāo)D5tl為11. 7 μ m，振實(shí)密度為2. 2g/ cm3，做掃描電鏡(SEM)觀察后其結(jié)果如圖2所示，由圖2可見其顆粒形貌為球形。
實(shí)施例3 一種本發(fā)明的球形摻鋁四氧化三錳，該球形摻鋁四氧化三錳的化學(xué)式為 Mn3O4 · 0. 25A1203，D50 粒度為 17. 2 μ m，振實(shí)密度為 2. 2g/cm3。
用純水配制含二價(jià)錳離子濃度為145g/L、三價(jià)鋁離子濃度為12g/L的硝酸錳與硝酸鋁混合溶液200L，稱取IOSOg氟化銨加入到上述混合溶液中并攪拌均勻；用純水配制濃度為400g/L的氫氧化鈉溶液200L，稱取1200g異丙醇與IOOg羧甲基纖維素鈉加入到氫氧化鈉溶液中，攪拌溶解后過濾；按硝酸錳與硝酸鋁混合溶液10L/h的流量及錳離子與鋁離子的摩爾數(shù)之和與氫氧化鈉的摩爾之比為1 2的比例，用計(jì)量泵將前述的硝酸錳與硝酸鋁混合溶液和氫氧化鈉溶液加入至容積為100L的帶攪拌的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)的溫度為 60°C，反應(yīng)液的pH值為9. 2，同時(shí)加入足量的雙氧水及通空氣對(duì)沉淀進(jìn)行氧化，產(chǎn)物自反應(yīng)器上部的溢流口排出，反應(yīng)進(jìn)行20h后停止，然后將反應(yīng)器內(nèi)的產(chǎn)物放出并與溢流出來的產(chǎn)物混合，沉降分離后用純水洗滌至PH值為7. 5左右，然后在120°C的烘箱中干燥沉淀物得摻鋁四氧化三錳38. 6kgo
對(duì)本實(shí)施例制得的產(chǎn)物摻鋁四氧化三錳進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示其Mn元素的的百分含量為65. 4%, Al元素的百分含量為5. 3%，粒度指標(biāo)D5tl為17. 2 μ m，振實(shí)密度為2. 2g/ cm3，做掃描電鏡(SEM)觀察后可見其顆粒形貌為球形。
實(shí)施例4 一種本發(fā)明的球形摻鋁四氧化三錳，該球形摻鋁四氧化三錳的化學(xué)式為 Mn3O4 · 0. 034A1203, D50 粒度為 14. 1 μ m，振實(shí)密度為 2. 5g/cm3。
用純水配制含二價(jià)錳離子濃度為73g/L與三價(jià)鋁離子濃度為0. 9g/L的硫酸錳與硫酸鋁混合溶液30L ；用純水配制濃度為200g/L的氫氧化鈉溶液30L，稱取180g氯化銨與 120g氟化鈉加入到氫氧化鈉溶液中并攪拌溶解完全；按硫酸錳與硫酸鋁混合溶液700mL/ h的流量及錳離子與鋁離子的摩爾數(shù)之和與氫氧化鈉的摩爾之比為1 2的比例，用計(jì)量泵將前述的硫酸錳與硫酸鋁混合溶液和氫氧化鈉溶液加入至容積為8L的帶攪拌的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)的溫度為70°C，反應(yīng)液的pH值為9. 5，同時(shí)通入足量的空氣對(duì)沉淀進(jìn)行氧化， 產(chǎn)物自反應(yīng)器上部的溢流口排出，反應(yīng)進(jìn)行40h后停止；然后取溢流30h 40h的產(chǎn)物，沉降分離后用純水洗滌至PH值為7. 5左右，在120°C的烘箱中干燥沉淀物得摻鋁四氧化三錳 896g。
對(duì)本實(shí)施例制得的產(chǎn)物摻鋁四氧化三錳進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示其Mn元素的的百分含量為70. 0%，A1元素的百分含量為0. 79%，粒度指標(biāo)D5tl為14. 1 μ m，振實(shí)密度為2. 5g/ cm3，做掃描電鏡(SEM)觀察后可見其顆粒形貌為球形。
權(quán)利要求
1.一種球形摻鋁四氧化三錳，其特征在于所述球形摻鋁四氧化三錳是一種復(fù)合氧化物，其化學(xué)式為Mn3O4 · ^rAl2O3，其中，x=0. 01 0. 5，所述球形摻鋁四氧化三錳的D5tl粒度為 5 μ m 20 μ m，所述球形摻鋁四氧化三錳的振實(shí)密度彡2. Og/cm3。
2.一種如權(quán)利要求1所述的球形摻鋁四氧化三錳的制備方法，包括以下步驟(1)按所述化學(xué)式中的化學(xué)計(jì)量比稱取可溶性鋁鹽和二價(jià)錳的可溶性錳鹽，用純水或去離子水配制成含三價(jià)鋁離子和二價(jià)錳離子的混合溶液；(2)稱取氫氧化鈉，用純水或去離子水配制成氫氧化鈉溶液；(3)將上述步驟(1)中的混合溶液和步驟(2)中的氫氧化鈉溶液連續(xù)地加入到反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器中二價(jià)錳離子與三價(jià)鋁離子的總摩爾數(shù)與氫氧化鈉的摩爾數(shù)之比為 (0.5 1.5) 2，然后進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為40°C 80°C，反應(yīng)液的pH值為 7. 5 13. 5，同時(shí)向反應(yīng)液中加入足量的氧化劑對(duì)反應(yīng)過程中生成的沉淀物進(jìn)行氧化處理；(4)對(duì)上述步驟(3)后的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，然后用純水或去離子水漂洗分離后的沉淀物，再經(jīng)干燥即得到球形摻鋁四氧化三錳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)配得的混合溶液中還添加有調(diào)和劑A，所述調(diào)和劑A包括司本、0P-10、十二烷基硫酸鈉、氟化銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、氟化鈉、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)配得的混合溶液中，二價(jià)錳離子的總濃度控制在20g/L 200g/L，三價(jià)鋁離子的總濃度控制在0. 05g/L 50g/L， 所述調(diào)和劑A的總濃度控制在0. lg/L 20g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)配得的氫氧化鈉溶液中還添加有調(diào)和劑B，所述調(diào)和劑B包括司本、0P-10、十二烷基硫酸鈉、氨水、乙二胺、氟化銨、 氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、氟化鈉、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇、EDTA、EDTA 二鈉、EDTA四鈉、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)配得的氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉的濃度控制在50g/L 500g/L，所述調(diào)和劑B的總濃度控制在0. lg/L 50g/ L0
7.根據(jù)權(quán)利要求2 6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的可溶性錳鹽包括硫酸錳、硝酸錳、氯化錳中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的可溶性鋁鹽包括硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2 6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的氧化劑包括雙氧水、氧氣、空氣、過硫酸銨或硫代硫酸鈉中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種球形摻鋁四氧化三錳，該球形摻鋁四氧化三錳是一種復(fù)合氧化物，其化學(xué)式為Mn3O4·xAl2O3，x=0.01～0.5，其D50粒度為5～20μm，其振實(shí)密度≥2.0g/cm3。本發(fā)明的制備方法為先稱取鋁鹽和錳鹽，用水配制成含三價(jià)鋁和二價(jià)錳的混合溶液；再配制氫氧化鈉溶液；將混合溶液和氫氧化鈉溶液按一定摩爾比加入到反應(yīng)器中，進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為40℃～80℃，pH值為7.5～13.5，并進(jìn)行氧化處理；最后對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，漂洗，干燥，即得到球形摻鋁四氧化三錳。本發(fā)明產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化、振實(shí)密度高、在分子水平上實(shí)現(xiàn)均勻摻鋁，且工藝步驟簡(jiǎn)單、污染少。
文檔編號(hào)H01M4/505GK102544472SQ20111045793
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉務(wù)華, 唐素娟, 彭天劍, 申喜元, 胡瑤, 陳湘香, 高智 申請(qǐng)人:湖南匯通科技有限責(zé)任公司