[发明专利]一种碱性二次电池负极材料钴酸锂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱性二次电池负极材料钴酸锂的合成方法。 

背景技术

目前，钴酸锂（LiCoO₂）作为锂离子电池正极材料，因其比容量高，性能稳定和制备工艺简单而被广泛应用于手机和笔记本等其它便携式电子设备，但是本发明通过水热合成的钴酸锂应用于碱性二次电池负极材料也取得了较好的性能。经文献报道的钴酸锂的常用合成方法有：固相合成方法和液相合成方法。

固相合成方法即高温固相法，一般指将Li和Co的氢氧化物和碳酸盐煅烧，该方法虽然已在工业上广泛应用，但是仍存在很多缺点：颗粒尺寸分布较宽，煅烧温度过高，反应时间过长。

液相合成方法主要是指溶胶-凝胶法，由于该方法使用有机酸作为螯合剂，存在以下缺点：易出现起毛现象，需要严格控制PH范围。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱性二次电池负极材料钴酸锂的合成方法，该方法简单易行，无需高温而且合成出的钴酸锂颗粒较小。

一种碱性二次电池负极材料钴酸锂的合成方法，采用水热法合成，包括：

（1）将氢氧化锂和钴盐按Li：Co摩尔比1.5:1－2:1混合；

（2）将上述混合物与蒸馏水按质量比1:30-1:50溶于蒸馏水中，按该混合物与过氧化氢溶液的质量比1:4-1:6滴加质量分数为30%的过氧化氢溶液后放入反应釜中，升温至180℃加热24－48小时，得到前驱物；

（3）烘干所得前驱物除去溶剂，然后加热至650℃除杂后即得钴酸锂。

其中，所述的钴盐为六水硝酸钴或草酸钴。

上述步骤（2）中的升温速率为5℃/分钟。

本发明使用水热法合成钴酸锂，方法简单易行，无需高温而且合成出的钴酸锂颗粒较小；该钴酸锂应用于碱性二次电池的负极材料，放电容量高、循环寿命好、高倍率放电性能好；在500mA/g电流密度下放电容量达到250mAh/g以上。

附图说明

图1本发明合成的钴酸锂的XRD图；

图2 用本发明合成的钴酸锂制备的钴酸锂电极的循环寿命图；

图3 用本发明合成的钴酸锂制备的钴酸锂电极的充放电曲线。

具体实施方式

实施例1

将氢氧化锂与六水硝酸钴按Li：Co摩尔比1.5:1混合后溶解在蒸馏水中，该混合物与蒸馏水的质量比1:30，边搅拌边缓慢地滴加质量分数为30%的过氧化氢溶液，该混合物与过氧化氢溶液的质量比1:4，然后放入反应釜内，升温速率为5℃/分钟，至180℃加热24小时；将所得产品烘干除去溶剂，然后再650℃加热除去杂质后即可得钴酸锂。

实施例2

将氢氧化锂与六水硝酸钴按Li：Co摩尔比1.7:1混合后溶解在蒸馏水中，该混合物与蒸馏水的质量比1:35，边搅拌边缓慢地滴加质量分数为30%的过氧化氢溶液，该混合物与过氧化氢溶液的质量比1:4，然后放入反应釜内，升温速率为5℃/分钟，至180℃加热36小时；将所得产品烘干除去溶剂，然后再650℃加热除去杂质后即可得钴酸锂。

实施例3

将氢氧化锂与六水硝酸钴按Li：Co摩尔比2:1混合后溶解在蒸馏水中，该混合物与蒸馏水的质量比1:40，边搅拌边缓慢地滴加质量分数为30%的过氧化氢溶液，该混合物与过氧化氢溶液的质量比1:5，然后放入反应釜内，升温速率为5℃/分钟，至180℃加热48小时；将所得产品烘干除去溶剂，然后再650℃加热除去杂质后即可得钴酸锂。

实施例4

将氢氧化锂与草酸钴按Li：Co摩尔比1.5:1混合后溶解在蒸馏水中，该混合物与蒸馏水的质量比1:45，边搅拌边缓慢地滴加质量分数为30%的过氧化氢溶液，该混合物与过氧化氢溶液的质量比1:5，然后放入反应釜内，升温速率为5℃/分钟，至180℃加热24小时；将所得产品烘干除去溶剂，然后再650℃加热除去杂质后即可得钴酸锂。

实施例5

将氢氧化锂与草酸钴按Li：Co摩尔比1.8:1混合后溶解在蒸馏水中，该混合物与蒸馏水的质量比1:50，边搅拌边缓慢地滴加质量分数为30%的过氧化氢溶液，该混合物与过氧化氢溶液的质量比1:6，然后放入反应釜内，升温速率为5℃/分钟，至180℃加热36小时；将所得产品烘干除去溶剂，然后再650℃加热除去杂质后即可得钴酸锂。

实施例6