[發(fā)明專(zhuān)利]離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711485048.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109987644A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許開(kāi)華;張?jiān)坪?/a>;葉建;陳元驍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 荊門(mén)市格林美新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01G51/04
• 分類(lèi)號(hào): C01G51/04;H01M4/525
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;侯峰

本發(fā)明公開(kāi)了一種離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體的制備方法，該方法為：首先，將去離子水、氨水以及液堿加入反應(yīng)釜，配制底液；然后將氯化鈷、金屬摻雜劑、氨水和液堿加入反應(yīng)釜，通過(guò)控制進(jìn)料速度控制反應(yīng)，獲得反應(yīng)漿液；最后，將反應(yīng)漿液陳化、離心洗滌和干燥，獲得離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體；本發(fā)明獲得的離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體通過(guò)液相合成法能夠直接合成鈷酸鋰正極材料，由于其特殊層狀結(jié)構(gòu)，層狀羥基氧化鈷在嵌鋰后仍會(huì)保持層狀結(jié)構(gòu)，將會(huì)極大的提高材料的電化學(xué)性能；并且，選用該材料作為前驅(qū)體，采用常規(guī)混鋰高溫煅燒，煅燒的溫度和時(shí)間會(huì)更低更短，極大的降低生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，降低合成成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池前驅(qū)體制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體的制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于具備能量密度高、功率密度大、循環(huán)性能好、無(wú)記憶效應(yīng)、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，在移動(dòng)通信設(shè)備如移動(dòng)電話(huà)、移動(dòng)攝像機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)等各種電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)也是未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的供能系統(tǒng)中強(qiáng)有力的候選者。

現(xiàn)有技術(shù)中，鈷酸鋰由于具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單和電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，最先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，具有放電電壓高、充放電電壓平穩(wěn)、比能量高等優(yōu)點(diǎn)，在小型消費(fèi)類(lèi)電池領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用；但是，目前一般選擇球形羥基氧化鈷前驅(qū)體作為原料，混鋰煅燒，得到鈷酸鋰，這種制備方法需要高溫煅燒，能耗大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在提供離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體的制備方法。

本發(fā)明提供一種離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體的制備方法，其方法通過(guò)以下步驟實(shí)施：

步驟1，將去離子水、氨水以及液堿加入反應(yīng)釜，然后向反應(yīng)釜通入氧氣并攪拌，獲得底液；

步驟2，將配制好的氯化鈷和金屬摻雜劑、氨水和液堿加入含有所述底液的反應(yīng)釜中，調(diào)整所述氯化鈷和金屬摻雜劑的進(jìn)料速度以控制反應(yīng)，待反應(yīng)釜中的固含量達(dá)到100～300g/L，停止進(jìn)料，獲得反應(yīng)漿液；

步驟3，將所述步驟2獲得的反應(yīng)漿液進(jìn)行陳化，然后離心洗滌，最后干燥，獲得離子摻雜的層狀羥基氧化鈷前驅(qū)體。

上述方案中，所述步驟1中去離子水的加入量為3～4m³，所述步驟1中通入氧氣的流量為1～3m³/h。

上述方案中，所述步驟1中攪拌速度為150～350rpm，攪拌時(shí)間為2～10h。

上述方案中，所述步驟1和步驟2中的去離子水中的氨水的含量保持為1～5g/L。

上述方案中，所述步驟1和步驟2的反應(yīng)過(guò)程中的pH值均保持為8～11。

上述方案中，所述步驟2中氯化鈷的濃度為80～120g/L，氯化鈷的進(jìn)料速度為20～100L/h。

上述方案中，所述步驟2中金屬摻雜劑為氯化金屬鹽，所述金屬摻雜劑的加入量1～10g/L為所述金屬摻雜劑的進(jìn)料速度為10～30L/h。

上述方案中，所述金屬摻雜劑為氯化鈦、氯化鎂或氯化鋯中的一種。

上述方案中，所述步驟3中陳化時(shí)間為1～10h。

上述方案中，所述步驟3中洗滌溫度為50～80℃，干燥溫度為100～150℃。