[發(fā)明專利]一種雙金屬交替摻雜型四氧化三鈷及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115676906A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文澤;段小波;許開華;張坤;于楊;胡美林;陳穎;趙亞強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 荊門市格林美新材料有限公司
• 主分類號: C01G51/04
• 分類號: C01G51/04;C01G51/00;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 趙穎

1.一種雙金屬交替摻雜型四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)取鈷源溶液記為溶液A，碳銨溶液記為溶液B，鋁源溶液記為溶液C，鎂源溶液記為溶液D；

(2)分別將溶液A和溶液B同時(shí)加入底液進(jìn)行反應(yīng)，待體系顆粒的中值粒徑D50達(dá)到4～6μm后，交替加入溶液A、溶液B和溶液C或溶液A、溶液B和溶液D；

(3)對步驟(2)得到的物料進(jìn)行洗滌和烘干后得到雙金屬交替摻雜型碳酸鈷，將所述雙金屬交替摻雜型碳酸鈷在回轉(zhuǎn)窯下進(jìn)行煅燒后得到所述雙金屬交替摻雜型四氧化三鈷。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述溶液A的溶質(zhì)包括硫酸鈷、氯化鈷或硝酸鈷中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述溶液A的質(zhì)量濃度為80～110g/L；

優(yōu)選地，所述溶液B的質(zhì)量濃度為210～260g/L；

優(yōu)選地，所述溶液C的溶質(zhì)包括硫酸鋁、氯化鋁或硝酸鋁中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述溶液C的質(zhì)量濃度為9～13g/L；

優(yōu)選地，所述溶液D的溶質(zhì)包括硫酸鎂和/或硝酸鎂；

優(yōu)選地，所述溶液D的質(zhì)量濃度為2～5g/L。

3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述底液由溶液D和去離子水混合得到；

優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為35～70℃；

優(yōu)選地，所述反應(yīng)的pH為7～9；

優(yōu)選地，所述反應(yīng)的過程中進(jìn)行攪拌；

優(yōu)選地，所述攪拌的速度為100～300rpm。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述溶液A和溶液B的流量比為1:(2～3)；

優(yōu)選地，所述溶液A、溶液B和溶液C的流量比為1:(2～3):(0.1～0.2)；

優(yōu)選地，所述溶液A、溶液B和溶液D的流量比為1:(2～3):(0.1～0.2)。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述交替的時(shí)間為反應(yīng)體系內(nèi)物料的中值粒徑D50在粒徑為5～15μm范圍內(nèi)每生長1.5～3μm后進(jìn)行切換加入溶液種類，反應(yīng)體系內(nèi)物料的中值粒徑D5015μm后停止切換。

6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述洗滌使用的洗滌劑包括溫度為50～80℃的水；

優(yōu)選地，所述烘干的溫度為50～120℃。

7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述煅燒的裝置包括回轉(zhuǎn)窯；

優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為550～750℃；

優(yōu)選地，所述煅燒的時(shí)間為60～150min；

優(yōu)選地，所述煅燒的滾筒頻率為10～50Hz；

優(yōu)選地，所述煅燒的抽風(fēng)頻率為10～30Hz。

8.一種雙金屬交替摻雜型四氧化三鈷，其特征在于，所述雙金屬交替摻雜型四氧化三鈷通過如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述方法制得。

9.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鋰離子電池正極材料由如權(quán)利要求8所述的雙金屬交替摻雜型四氧化三鈷制得。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含如權(quán)利要求9所述的鋰離子電池正極正極材料。