[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱導(dǎo)電性鋰電正極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010271487.2
• 申請日: 2020-04-07
• 公開（公告）號: CN111564612B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史鎮(zhèn)洪;簡健明;藍(lán)秋明;范江;張鍵鵬;司蘭杰;馬真;吳建華;萬國江;陳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江門市科恒實(shí)業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

1.一種高導(dǎo)熱導(dǎo)電性鋰電正極材料，其特征在于，所述鋰電正極材料包括具有核殼結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰；所述鈷酸鋰的核層摻有鎂元素，殼層為摻有鎂元素和鈦元素而形成部分具有尖晶石結(jié)構(gòu)的LiCo_zMg_xTi_yO₂化合物層，其中x+y+z=1，x/z=0.0005～0.0025，y/z=0.0005～0.0025；所述殼層外包覆著導(dǎo)電劑和電活性聚合物；所述導(dǎo)電劑為碳基導(dǎo)電劑，所述碳基導(dǎo)電劑包括碳納米管、Super P、科琴黑中的至少一種；所述電活性聚合物為納米級，包括聚苯硫醚、聚偏氟乙烯中的至少一種；

所述的鋰電正極材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）配制得到包含鈷源、鎂源和絡(luò)合劑的溶液A、包含鈷源、鈦源和絡(luò)合劑的溶液B以及碳酸氫銨溶液，將所述溶液A和所述碳酸氫銨溶液加入密閉容器中，攪拌以進(jìn)行第一步成核共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完后過濾，洗滌，得到摻鎂碳酸鈷顆粒；將所述摻鎂碳酸鈷顆粒、溶液A、溶液B以及碳酸氫銨溶液加入密閉容器中，攪拌以進(jìn)行第二步成殼共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完后過濾，洗滌，得到共沉淀顆粒，再將所述共沉淀顆粒灼燒，得到內(nèi)層摻鎂元素外層鎂鈦元素共摻的四氧化三鈷；

（2）將所述內(nèi)層摻鎂元素外層鎂鈦元素共摻的四氧化三鈷與鋰源混合后灼燒得到塊狀鈷酸鋰，將所述塊狀鈷酸鋰制成分散均勻的顆粒狀鈷酸鋰，再將所述顆粒狀鈷酸鋰、導(dǎo)電劑以及電活性聚合物均勻分散于水中，得到漿料，將所述漿料干燥后在保護(hù)氣氣氛中進(jìn)行200～300℃的熱處理，得到包覆著導(dǎo)電劑和電活性聚合物的鈷酸鋰材料，即得所述鋰電正極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱導(dǎo)電性鋰電正極材料，其特征在于，所述導(dǎo)電劑質(zhì)量為所述顆粒狀鈷酸鋰質(zhì)量的0.1～1.0%，所述電活性聚合物質(zhì)量為所述顆粒狀鈷酸鋰質(zhì)量的0.2～0.8%，所述漿料的固含量為60～70%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1~2任一項所述的高導(dǎo)熱導(dǎo)電性鋰電正極材料，其特征在于，所述鈷源均為鈷鹽，所述鈷鹽均包括氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷中的至少一種；所述鎂源均為鎂鹽，所述鎂鹽均包括氯化鎂、硝酸鎂、硫酸鎂中的至少一種；所述鈦源均為鈦鹽，所述鈦鹽均包括異丙醇鈦、硫酸鈦酰、鈦酸丁酯、四氯化鈦中的至少一種；所述絡(luò)合劑均包括單乙醇胺、二乙醇胺、EDTA四鈉、二乙烯三胺五羧酸五鈉中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~2任一項所述的高導(dǎo)熱導(dǎo)電性鋰電正極材料，在所述溶液A中，鎂元素和鈷元素的摩爾比為Mg：Co=0.001～0.005:1，絡(luò)合劑的質(zhì)量為鎂元素和鈷元素總質(zhì)量的1～2%；在所述溶液B中，鈦元素和鈷元素的摩爾比為Ti：Co=0.001～0.005:1，絡(luò)合劑的質(zhì)量為鈦元素和鈷元素總質(zhì)量的1～2%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1~2任一項所述的高導(dǎo)熱導(dǎo)電性鋰電正極材料，其特征在于，所述溶液A中鈷元素的質(zhì)量含量為95～115g/L，所述溶液B中鈷元素的質(zhì)量含量為95～115g/L，所述碳酸氫銨溶液中碳酸氫銨的質(zhì)量濃度為148～175g/L；在所述第一步成核共沉淀反應(yīng)中，所述溶液A以及所述碳酸氫銨溶液的體積比為溶液A：碳酸氫銨溶液=1：（3.5～4.5）；在所述第二步成殼共沉淀反應(yīng)中，所述溶液A、所述溶液B以及所述碳酸氫銨溶液的體積比為溶液A：溶液B：碳酸氫銨溶液=1：1：（3.5～4.5）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1~2任一項所述的高導(dǎo)熱導(dǎo)電性鋰電正極材料，其特征在于，所述步驟（1）中，當(dāng)所述第一步成核共沉淀反應(yīng)生成粒度10.0～12.0μm的碳酸鈷顆粒時，停止反應(yīng)；當(dāng)所述第二步成殼共沉淀反應(yīng)生成粒度16.0～18.0μm的碳酸鈷顆粒時，停止反應(yīng)；所述步驟（1）中的灼燒的溫度為750～800℃。