[發(fā)明專利]包覆型鈷酸鋰正極材料的制備方法無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210365481.7 | 申請(qǐng)日： | 2012-09-26 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN102842712A | 公開(kāi)（公告）日： | 2012-12-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 吳孟濤;徐寧;靳佳;楊曉亮;孟凡玉 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 天津巴莫科技股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/525 | 分類號(hào)： | H01M4/525;C01G51/00 |
| 代理公司： | 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108 | 代理人： | 王顕 |
| 地址： | 300384 天津市濱海新區(qū)華*** | 國(guó)省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 包覆型鈷酸鋰 正極 材料 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池制備領(lǐng)域，特別是涉及一種包覆型鈷酸鋰正極材料的制備方法。
背景技術(shù)
鈷酸鋰正極材料因前期研究充分、生產(chǎn)工藝比較成熟而成為目前廣泛商業(yè)化的鋰離子電池正極材料，包覆型鈷酸鋰正極材料因能改善電池的電化學(xué)性能和安全性能而成為近年來(lái)許多學(xué)者和商家研究和開(kāi)發(fā)的對(duì)象。
在鈷酸鋰表面包覆一層金屬氧化物型鈍化膜可以防止活性材料和電解液直接接觸而減少鈷在電解液中的溶解，同時(shí)減少鈷酸鋰脫鋰過(guò)程中引發(fā)的晶格中毗鄰氧層靜電排斥以及脫嵌鋰過(guò)程中相變?cè)斐傻慕Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，同時(shí)還可以提高容量保持率和倍率性能。
鈷酸鋰包覆方法有固相法、溶膠-凝膠法、沉淀法、球磨法和機(jī)械-熱熔法等，這些包覆方法包覆效果不均勻且不易于進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供包覆型鈷酸鋰正極材料的制備方法，所制備的鈷酸鋰正極材料包覆均勻、電化學(xué)性能優(yōu)異且適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種包覆型鈷酸鋰材料的制備方法，包括以下步驟：
1)將四氧化三鈷和碳酸鋰按Li/Co的摩爾比為1.0～1.07進(jìn)行機(jī)械混勻，然后在1000～1060℃下于輥道爐煅燒10～25小時(shí)得到鈷酸鋰一次料，后經(jīng)機(jī)械粉碎、分級(jí)參數(shù)調(diào)控得到粒度分布集中的鈷酸鋰一次分級(jí)料；
2)按照四氧化三鈷重量計(jì)算，將0.1～0.4％的金屬氧化物和/或0.1～0.4％金屬氫氧化物，30～50％的去離子水先加入壓煮器中，在室溫?zé)o壓力下攪拌混合0.5～1小時(shí)，再將鈷酸鋰一次分級(jí)料投入壓煮器中，通空氣并保持壓力在0.3～0.5Mpa之間，在110～150℃溫度下連續(xù)攪拌5～8小時(shí)，使其充分混合均勻制得漿料；
3)將第二步所制得的漿料冷卻，在80～120℃下鼓風(fēng)烘干，將烘干的物料通過(guò)200目篩網(wǎng)篩選；
4)將篩選得到的物料，在1000～1060℃溫度下于輥道爐煅燒10～25小時(shí)后再次機(jī)械粉碎、分級(jí)即可得到成品。
優(yōu)選的是，所述步驟1)中的四氧化三鈷為電池級(jí)。
優(yōu)選的是，所述金屬氧化物為Mg、Al、Cr、V、Ti、Y、Zr、Ru、Nb、Hf和Ta的氧化物中的一種或兩種，所述氫氧化物為Mg、Al、Cr、V、Ti、Y、Zr、Ru、Nb、Hf或Ta的氫氧化物，所述金屬氧化物和金屬氫氧化物的中位徑粒度小于3μm。
本發(fā)明通過(guò)高溫固相和壓煮液相相結(jié)合的方法，在一定的溫度和壓力下，加快粒子的微觀運(yùn)動(dòng)，物料可以充分混合和滲透，制備出包覆均勻且電化學(xué)性能優(yōu)異的鈷酸鋰正極材料。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例1的包覆型鈷酸鋰產(chǎn)品的XRD圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1：
第一步將四氧化三鈷和碳酸鋰按摩爾比Li/Co比為1.07的比例進(jìn)行機(jī)械混勻后將其裝入匣缽中，推入輥道爐內(nèi)，在1000℃的溫度下煅燒25小時(shí)后得到鈷酸鋰一次料，后經(jīng)機(jī)械粉碎、分級(jí)參數(shù)調(diào)控得到粒度分布集中的鈷酸鋰一次分級(jí)料；
第二步按照四氧化三鈷重量計(jì)算，將為0.1％MgO、0.3％Al(OH)3和50％的去離子水先加入壓煮器中在室溫?zé)o壓力下混合1小時(shí)，再將鈷酸鋰分級(jí)料投入壓煮器中，通空氣并保持壓力在0.4Mpa，在110℃下連續(xù)攪拌8個(gè)小時(shí)，使其充分混合均勻；
第三步將第二步所制得的漿料冷卻至室溫，釋放壓力后將物料取出放置于匣缽中，在120℃下于鼓風(fēng)干燥箱中烘干，并過(guò)200目篩網(wǎng)。
第四步將第三步中裝載物料的匣缽?fù)迫胼伒罓t內(nèi)，在1030℃溫度下煅燒18小時(shí)后經(jīng)機(jī)械粉碎和分級(jí)即可得到成品。
圖1為本實(shí)施例制得的產(chǎn)品的X射線衍射圖譜，其X射線衍射圖譜與鈷酸鋰一致。
實(shí)施例2：
第一步將四氧化三鈷和碳酸鋰按摩爾比Li/Co比為1.00的比例進(jìn)行機(jī)械混勻后將其裝入匣缽中，推入輥道爐內(nèi)，在1060℃的溫度下煅燒10小時(shí)后得到鈷酸鋰一次料，后經(jīng)機(jī)械粉碎、分級(jí)參數(shù)調(diào)控得到粒度分布集中的鈷酸鋰一次分級(jí)料；
第二步按照四氧化三鈷重量計(jì)算，將為0.2％TiO2、0.1％RuO2和40％的去離子水先加入壓煮器中在室溫?zé)o壓力下混合0.5小時(shí)，再將鈷酸鋰分級(jí)料投入壓煮器中，通空氣并保持壓力在0.3Mpa，在150℃下連續(xù)攪拌5個(gè)小時(shí)，使其充分混合均勻；
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