[發明專利]一種高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201610047695.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105731549A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 李麗;趙成龍;張慶朋;王瑛;王龍;王超武;陳建偉;于文倩
• 申請（專利權）人: 山東玉皇新能源科技有限公司
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.一種高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：包括以下步驟：（1）將四氧化三鈷、粘結劑、導電劑混合均勻壓制成片，其中四氧化三鈷的質量百分比為60～90%，粘結劑質量百分比為5～20%，導電劑質量份數為5～20%；

（2）以步驟（1）中壓制的片為正極，鋰片為負極組裝成電池，根據四氧化三鈷的質量和鈷酸鋰中鋰元素與鈷元素的摩爾比例計算嵌鋰需要的電量，在放電儀器上放電；

（3）放電完畢后，取出嵌鋰的四氧化三鈷，高溫退火處理得到鈷酸鋰，即高純度鈷酸鋰正極材料。

2.根據權利要求1所述的高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：粘結劑聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一種或兩種的組合。

3.根據權利要求1所述的高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：所述導電劑為炭黑導電劑和石墨導電劑的一種或混合物。

4.根據權利要求4所述的高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：所述導電劑為乙炔黑、SuperP、科琴黑、KS-6、碳納米管、石墨烯的一種或混合物。

5.根據權利要求1所述的高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：步驟（2）中壓制成片時的壓力為15～30MPa；步驟（2）中所述電池為紐扣電池，所述放電儀器為電池測試儀或電化學工作站。

6.根據權利要求1所述的高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：步驟（2）中，根據四氧化三鈷的質量和鋰鈷的比例計算嵌鋰需要的電量，則一定質量四氧化三鈷嵌入對應量鋰所需要的電量計算公式為：mAh，其中m為四氧化三鈷的克數，M為四氧化三鈷的分子量，放電后高溫退火處理得到鈷酸鋰中鋰鈷摩爾比為1:1。

7.根據權利要求1所述的高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：所述高溫退火溫度為400～1000℃，高溫退火時間為4～24小時。

8.根據權利要求7所述的高純度鈷酸鋰正極材料的制備方法，其特征是：所述高溫退火溫度為800℃。

9.根據權利要求1所述的方法得到的高純度鈷酸鋰正極材料在制備鋰離子電池中的應用。

10.根據權利要求9所述高純度鈷酸鋰正極材料的應用，其特征是：將所得的鈷酸鋰與導電劑、粘結劑按質量比90:5:5混合，加入1-甲基-2吡咯烷酮將混合物調制成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，80℃干燥6小時，120℃真空干燥12小時制得極片，將極片轉移到手套箱中，以金屬鋰為對極組裝成CR2032型紐扣電池。