[發明專利]一種摻鋁碳酸鈷顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 202110256787.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN114684865B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 王孝鈳;陳勃濤;張林;劉飛;朱衛泉
• 申請（專利權）人: 天津國安盟固利新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C01G51/06
• 分類號: C01G51/06
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;范國鋒

本發明提供了一種摻鋁碳酸鈷顆粒的制備方法，首先采用堿和鋁鈷鹽溶液制備摻鋁碳酸鈷顆粒，然后對摻鋁碳酸鈷顆粒進行不含鋁的鈷鹽的包覆，最后經后處理制得摻鋁碳酸鈷顆粒。本發明所述的摻鋁碳酸鈷顆粒的制備方法簡單，通過包覆的方法有效降低了摻鋁碳酸鈷顆粒中鋁元素的析出和聚集，使鋁元素在產率碳酸鈷顆粒中分布更均勻，且制得的摻鋁碳酸鈷顆粒球形度好，粒徑分布均勻。

技術領域

本發明涉及一種前驅體的制備方法，具體涉及一種電池級四氧化三鈷用碳酸鈷前驅體的制備方法。

背景技術

鈷酸鋰(LiCoO₂)正極材料在便攜式電子產品領域具有至關重要的作用，自1991年索尼公司首次用LiCoO₂為正極材料、石墨作為負極材料制備商用鋰離子電池，鋰離子電池便開始革新了便攜式電子產品的面貌。特別是在高端電子產品領域，LiCoO₂因工作電壓高、首次庫倫效率高、循環穩定性能好、體積能量密度高等優點，目前在3C類消費電子產品仍然是最具競爭力的商用鋰離子電池正極材料。

通過提高LiCoO₂的充電電壓來獲得更多的比容量，成為發展高能量密度鋰離子電池的重要研究方向。在高電壓鈷酸鋰材料的研制開發中，摻雜是四氧化三鈷前驅體重要的關鍵技術之一，隨著充電截止電壓的不斷提升，四氧化三鈷在摻雜元素的種類與摻雜量方面的研究方興未艾，如Al、Mg、Ti、Zr、La、Ce等。前驅體產品升級換代速度很快，高電壓鈷酸鋰是在鈷酸鋰中摻入某些金屬元素，提高鈷酸鋰在高電壓下的晶體結構穩定性，因而摻雜后的鈷酸鋰在高電壓下具有高的比容量和良好的循環性能，其中摻雜Al是研究開發重點。制備摻鋁四氧化三鈷，采用碳酸鈷體系濕法摻鋁存在的突出問題是，摻鋁量越高，鋁摻越不均勻，越容易在表面單獨析出，華友鈷業(田禮平等人)在專利CN108011101A中采用碳酸氫銨為洗滌劑，通過在洗滌水中引入碳酸根，抑制洗滌過程Al元素的水解析出。但碳酸氫銨的加入會增加產品的生產成本，并對環境產生不利影響。

發明內容

基于上述技術背景，本發明人進行了銳意進取，結果發現：采用堿和鈷鋁混合鹽溶液進行摻鋁碳酸鈷前驅體的制備，待其粒徑生長到一定程度，將鈷鋁混合鹽溶液替換為鈷鹽繼續進行制備，最后經后處理制得摻鋁碳酸鈷前驅體，本發明所述方法通過在摻鋁碳酸鈷顆粒表面進行不含鋁的鈷鹽的包覆，有效防止制得前驅體中鋁的單獨析出和聚集，同時解決了粒徑生長及粒度分布不均勻的問題，制得的摻鋁碳酸鈷前驅體顆粒球形度更好。

本發明提供了一種摻鋁碳酸鈷顆粒的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、制備摻鋁碳酸鈷顆粒；

步驟2、對步驟1制得的摻鋁碳酸鈷顆粒進行包覆；

步驟3、將步驟2制得的產物進行后處理。

本發明的第二方面在于提供一種根據本發明第一方面所述制備方法制得的摻鋁碳酸鈷顆粒。

本發明提供的摻鋁碳酸鈷顆粒的制備方法具有以下優勢：

(1)本發明所述的制備方法解決了氫氧化物體系粒徑生長及粒度分布不均勻的問題；

(2)本發明所述的制備方法針對碳酸鈷體系摻鋁容易摻雜不均勻的問題，從源頭上解決該問題，在表面進行不含鋁鈷鹽的包覆，防止鋁化合物單獨析出、聚集。

附圖說明

圖1示出本發明實施例4制得摻鋁碳酸鈷顆粒的高倍數掃描電鏡照片；

圖2示出本發明實施例4制得摻鋁碳酸鈷顆粒的掃描電鏡照片。

具體實施方式

下面將對本發明進行詳細說明，本發明的特點和優點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。

本發明的第一方面在于提供一種摻鋁碳酸鈷顆粒的制備方法，所述方法包括以下步驟：