[發明專利]一種偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料的制備方法及包含其的鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011466036.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112713263B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 孫珊珊;孫嘉隆;趙亞;易劉波;黃浩;馬偉華
• 申請（專利權）人: 寧波維科新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 王玲華;洪珊珊

本發明提供的一種偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料的制備方法，包括：將氫氧化物溶解于磷酸溶液中，反應獲得磷酸二氫鹽溶液，然后加入鈷鹽，調節pH為9?13，進一步反應后，將得到的沉淀物洗滌至中性，烘干，得前驅體；將前驅體、鋰源、乙基纖維素溶于有機溶劑中進行球磨，將得到的溶膠狀混合物烘干、煅燒得到偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料。本發明采用原位聚合方式獲得了偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料，成本低廉，應用于鋰離子電池中，可提高電池性能。

技術領域

本發明屬于功能材料制備領域，涉及一種偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料的制備方法及包含其的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池是20世紀90年代發展起來的一種新型二次儲能電池，由于具有高能量、長壽命、低消耗、無公害、無記憶效應以及自放電小、內阻小、性價比高、污染少等優點，被廣泛應用于電子領域。而制約鋰離子電池工業化推廣的瓶頸之一就是正極材料。目前，鋰離子電池正極材料主要有鈷酸鋰(LiCoO₂)、鎳酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰等，其中LiCoO₂作為最早實現商用的鋰離子電池正極材料，具有高的電壓和高的能量密度，已廣泛應用于小型消費類電池中，特別是智能手機、平板電腦等數碼類產品。隨著5G的發展以及全球數碼產品的不斷普及和升級，LiCoO₂的市場需求持續增長，每年增長率達10％，但是國內鈷資源短缺，鈷產量增長緩慢，遠不能滿足國內市場的需求，導致80％鈷的供應需要進口，且經常受非洲等原材料過出口政策的影響，LiCoO₂的價格長期居高不下。由于消費類數碼產品性能的迅猛提升，對鋰離子電池的能量密度和充放電速率要求也越來越高，而以LiCoO₂為正極的鋰離子電池性能尚不能滿足日益提高的性能要求。綜上所述，如何降低LiCoO₂軟包裝鋰離子電池成本，并有效地提升電池性能(容量、倍率和循環方面)具有非常重要的研究意義，

發明內容

本發明針對已有鋰離子電池正極材料存在的不足，提供一種新穎的方法制備了偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料，獲得的偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料成本低廉，應用于鋰離子電池中，可提高電池性能。

本發明的第一個方面提供了一種偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料的制備方法，包括：

將氫氧化物溶解于磷酸溶液中，反應獲得磷酸二氫鹽溶液，然后加入鈷鹽，調節pH為9-13，進一步反應后，將得到的沉淀物洗滌至中性，烘干，得前驅體；

將前驅體、鋰源、乙基纖維素溶于有機溶劑中進行球磨，將得到的溶膠狀混合物烘干、煅燒得到偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料。

作為優選，所述氫氧化物為氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鑭、氫氧化鈉、氫氧化鋁、氫氧化釔、氫氧化鉀、氫氧化釹、氫氧化鎂、氫氧化鋅、氫氧化鈮、氫氧化鍶中的一種或多種。

作為優選，所述鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷、醋酸鈷中的一種或多種。

作為優選，所述氫氧化物與所述鈷鹽的摩爾質量比為1：(20-80)。

作為優選，所述進一步反應溫度為35-100℃，反應時間為30-120min。

作為優選，所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰、草酸鋰中的一種或多種。

作為優選，所述鋰源的添加量以Li與Co的摩爾比為(0.9-1.1):1計算。

作為優選，乙基纖維素占前驅體、鋰源、乙基纖維素總量的0.5-5.0wt％。

作為優選，以1-5℃/min的速率升溫至600-900℃進行煅燒，煅燒時間為0.5-5h。

本發明的另一個方面是提供了一種鋰離子電池，所述鋰離子電池的正極材料包含上述制備的偏磷酸鹽包覆鈷酸鋰材料。