[發明專利]一種表面接枝型高電壓鈷酸鋰的制備方法、表面接枝型高電壓鈷酸鋰及其應用

有效

• 申請號: 202110254923.X
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113044891B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 趙孝連;方剛;曾國城
• 申請（專利權）人: 高點（深圳）科技有限公司;貴州高點科技有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

1.一種表面接枝型高電壓鈷酸鋰的制備方法，其特征在于，包括以下操作：

S1，將含鈷物A、接枝物B和接枝助劑C均勻混合預交聯，空氣氛700度熱處理4h，經富鋰化處理后得到產物D；或者，將含鈷物A、接枝物B和接枝助劑C均勻混合預交聯，空氣氛700度熱處理4h，得到產物D；其中，所述含鈷物A和/或接枝物B經過富鋰化處理；

S2，將產物D在空氣或者氧化性氣氛中升溫進行固相燒結反應，得到表面接枝有所述接枝物B的表面接枝型高電壓鈷酸鋰；

所述接枝物B為層狀鎳系材料；所述接枝助劑C包括磷酸鋁、偏磷酸鋁、金屬溶膠、硅溶膠、金屬有機化合物和硅有機化合物中的至少一種；

所述固相燒結反應包括一次燒結，所述一次燒結包括以下分段式加熱操作：

1)以2～20℃/min的速率升溫至350～450℃，保溫1h～10h；

2)以2～20℃/min的速率升溫至450～750℃，保溫2～10h；

3)以2～20℃/min的速率升溫至750～950℃，保溫1～24h。

2.根據權利要求1所述的表面接枝型高電壓鈷酸鋰的制備方法，其特征在于，在S1中，所述含鈷物A包括含鈷前驅體或鈷酸鋰，所述含鈷前驅體包括鈷的氫氧化物、鈷的氧化物、鈷的碳酸鹽、鈷的草酸鹽和鈷的硫酸鹽中的至少一種，所述含鈷前驅體的制備方法包括沉淀法、噴霧干燥法或混合溶劑法。

3.根據權利要求2所述的表面接枝型高電壓鈷酸鋰的制備方法，其特征在于，在S1中，所述鈷酸鋰由所述含鈷前驅體和鋰源燒結制備，所述鋰源包括鋰的氧化物、鋰的氫氧化物和鋰的有機鹽中的至少一種，所述鋰源中鋰元素與所述含鈷前驅體中鈷元素的物質的量的比為1.01～1.1，所述燒結的溫度為300～950℃，所述燒結的時間為1～12h。

4.根據權利要求1所述的表面接枝型高電壓鈷酸鋰的制備方法，其特征在于，在S1中，所述含鈷物A中摻雜有M元素，所述M元素包括Ti、Al、Zr、Mg、Zn、Ce、Nb、Mo、Bi、V、Y、W、B、F和稀土元素中的至少一種，含有M元素的摻雜物質包括氧化物、無機物和有機鹽中的至少一種，所述元素M的總物質的量與所述含鈷物A中鈷元素的物質的量的比為1：(10～1000)。

5.根據權利要求1所述的表面接枝型高電壓鈷酸鋰的制備方法，其特征在于，在S1中，所述接枝物B包括層狀鎳系含鋰化合物、層狀鎳系含鋰化合物前驅體或層狀鎳系化合物前驅體；

所述層狀鎳系含鋰化合物的結構式為Li_（1+δ）Ni_xM_（1-x）O₂（0x1,0δ0.5），M包括Mn、Al、Co、Fe、Zn、Ti、V、Nb、Zr、W、Cr和稀土元素中的至少一種；

所述層狀鎳系含鋰化合物前驅體的結構式為Li_（1+δ）Ni_xM_（1-x）Z₂（0x1,0δ0.5，Z或Z₂包括OH^-、O^2-、C₂O₂^2-或CO₃^2-），M包括Mn、Al、Co、Fe、Zn、Ti、V、Nb、Zr、W、Cr和稀土元素中的至少一種；

所述層狀鎳系化合物前驅體的結構式為Ni_xM_（1-x）Z_2-y（0x1,0≤y2，Z包括OH^-、O^2-、C₂O₂^2-或CO₃^2-），M包括Mn、Al、Co、Fe、Zn、Ti、V、Nb、Zr、W、Cr和稀土元素中的至少一種；

所述層狀鎳系含鋰化合物前驅體和/或所述層狀鎳系化合物前驅體的制備方法包括沉淀法、噴霧干燥法或混合溶劑法。