[發(fā)明專利]一種大粒度單晶鈷酸鋰正極材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310182886.5 | 申請日： | 2023-03-01 |
| 公開（公告）號： | CN115947382B | 公開（公告）日： | 2023-05-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 粟浩宇;張晉江;馮榮標;簡健明;趙靖弘;梁小婷;司徒健文;劉澤華;范江;萬國江 | 申請（專利權(quán)）人： | 江門市科恒實業(yè)股份有限公司 |
| 主分類號： | C01G51/00 | 分類號： | C01G51/00;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 廣州市科豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44467 | 代理人： | 羅嘯秋 |
| 地址： | 529000 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 粒度 單晶鈷酸鋰 正極 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，公開了一種大粒度單晶鈷酸鋰正極材料的制備方法，該方法利用摻雜、一次燒結(jié)、包覆、二次燒結(jié)等步驟制備出了一種大粒度單晶鈷酸鋰正極材料，其中，使用的鈷源A的粒徑為D50=14～16μm，所述鈷源B的粒徑為D50=3～6μm；并且一次燒結(jié)前還加入MgFsubgt;2/subgt;和CaFsubgt;2/subgt;，降低了鈷源A與鈷源B之間的融合壁壘，提高了鈷酸鋰的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；此外本發(fā)明還公開了一種大粒度單晶鈷酸鋰正極材料的應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種大粒度單晶鈷酸鋰正極材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
近年來隨著3C電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，鈷酸鋰電極材料由于具有較高的比容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性能，被廣泛應(yīng)用于3C領(lǐng)域的正極材料，但隨著3C電子產(chǎn)品性能的要求不斷升高，制造廠商不斷對鈷酸鋰正極材料的加工性能和電化學(xué)性能提出更高的要求。常規(guī)鈷酸鋰粒度（D50）為10um左右，鈷酸鋰的表面活性較大而使鋰離子電池的安全性較差；并且振實密度較小（＜2.5?g/cm3），難以提高鋰離子電池的體積比容量。大粒度鈷酸鋰即D50＞10微米和振實密度＞2.5g/cm3，材料的比表面積較小，振實變大，使得正極材料與電解液接觸面積減小而副反應(yīng)變少，電池的安全性、能量密度和壽命得到提高，因此，大粒度鈷酸鋰的開發(fā)將成為鈷酸鋰發(fā)展的一種趨勢。
中國專利202210721830?.8公開了一種鈷酸鋰正極材料及其制備方法和應(yīng)用，包括以下步驟：該鈷酸鋰正極材料的制備主要步驟有：提供中值粒徑D50＝12-17μm的四氧化三鈷A和中值粒徑D50＝3-7μm的四氧化三鈷B；制備單晶型鈷酸鋰和類單晶型鈷酸鋰；提供導(dǎo)電氧化物，所述導(dǎo)電氧化物為氟摻雜氧化錫；將所述類單晶型鈷酸鋰和類單晶型鈷酸鋰按照質(zhì)量比1-9：1-5摻混，獲得鈷酸鋰摻混料；將所述鈷酸鋰摻混料和所述導(dǎo)電氧化物充分混合后燒結(jié)，獲得包覆改性的鈷酸鋰正極材料。
該方案通過對類單晶型小顆粒鈷酸鋰和單晶型大顆粒鈷酸鋰的級配，提高了鈷酸鋰正極材料的加工性能，進而提高了鈷酸鋰正極材料的壓實密度和能量密度，并且該方案在鈷酸鋰的表面包覆有導(dǎo)電氧化物，其可以提升鈷酸鋰顆粒表面的電子電導(dǎo)率，但是，結(jié)合該方案在說明書第10段記載，“將所述類單晶型鈷酸鋰和類單晶型鈷酸鋰按照質(zhì)量比1-9：1-5摻混，獲得鈷酸鋰摻混料；將所述鈷酸鋰摻混料和所述導(dǎo)電氧化物充分混合后燒結(jié)，獲得包覆改性的鈷酸鋰正極材料。”該段只針對鈷酸鋰與導(dǎo)電氧化物之間的混合進行陳述，未發(fā)現(xiàn)該方案對不同粒徑的四氧化三鈷的在燒結(jié)過程中的融合做出過多考慮。
中國專利201010204429.4公開了高密度高安全長壽命鈷酸鋰的制備方法，?包括以下步驟，步驟1：Li2CO3、Co3O4和助熔劑混合均勻，助熔劑占整個物料的重量比例為大于0％而小于10％；
步驟2：將上述混合物在?900-1100℃條件下合成?2-15h；
步驟3：將合成的物料采用高速漩流粉碎的方法進行粉碎，得到粒徑適中的產(chǎn)品；
步驟4：將步驟3中的產(chǎn)品與納米半導(dǎo)體材料混合均勻，納米半導(dǎo)體材料占整個物料的比例為大于0％而小于10％，在500-1100℃條件下合成2-20h?；
步驟5將合成的產(chǎn)品進行粉碎分級；其中所述助熔劑為氧化鎂、氟化鎂、氧化鈣、氟化鈣、硼酸鈉和四硼酸鋰中的一種或兩種混合物；納米半導(dǎo)體材料為氧化鋅、硫化鋅、硒化鋅、二氧化硅、氧化銦錫和二氧化錫中的一種或兩種。
該方案制備出的鈷酸鋰具有顆粒大，壓實密度高等特點，并且通過助溶劑的加入降低了液態(tài)四氧化三鈷和碳酸鋰之間的界面張力，使其更好地融合，使其在低溫時更易生成晶核，從而縮短晶體的生長時間，進而縮短高溫反應(yīng)時間，但是通過其說明書14段的記載，該方案中的助溶劑更多地參與到鈷源與鋰源之間的融合，而非鈷酸鋰與氧化鈷之間的融合。
本方案需要解決的問題：如何提高不同粒徑鈷源之間的融合質(zhì)量，進而增強鈷酸鋰的穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于江門市科恒實業(yè)股份有限公司，未經(jīng)江門市科恒實業(yè)股份有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202310182886.5/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
