[发明专利]一种锂离子电池钴酸锂正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池钴酸锂正极材料的制备方法：纯水为底液，在硝酸钴溶液中掺入氯化镁，混合均匀，将硝酸钴、氯化镁和碳酸氢铵溶液连续并流泵入底液中，发生沉淀反应，得到固溶体掺杂Mg的球形碳酸钴；用类似方法制备固溶体掺杂Al的球形碳酸钴；调节底液的碱度，在硝酸钴溶液中掺入TiO2和表面活性剂，反应得到固溶体掺杂Ti的球形碳酸钴；将上述固溶体掺杂Mg的球形碳酸钴、溶体掺杂Al的球形碳酸钴、固溶体掺杂Ti的球形碳酸钴与碳酸锂四者焙烧，得到锂离子电池钴酸锂正极材料。本发明制备的锂离子电池正极材料，在具有高能量密度的同时，具有良好的循环稳定性，用于锂离子电池时，比容量高，循环稳定性好，使用寿命长。

主权项

一种锂离子电池钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备固溶体掺杂Mg的球形碳酸钴以纯水为底液，温度升至50‑60℃，开启搅拌，控制搅拌转速在100‑150r/min，调节底液的碱度，使其维持在10‑20，在硝酸钴溶液中掺入占硝酸钴质量10‑15wt%的氯化镁，搅拌溶解、混合均匀，将硝酸钴、氯化镁和碳酸氢铵溶液连续并流泵入底液中，在50‑70℃发生沉淀反应，控制反应体系的料浆固含量和碱度，反应料液由反应釜上部溢流口连续流出进入陈化釜，经洗涤压滤机洗涤和真空干燥机干燥，得到固溶体掺杂Mg的球形碳酸钴；步骤2，制备固溶体掺杂Al的球形碳酸钴以纯水为底液，温度升至50‑60℃，开启搅拌，控制搅拌转速在150‑200r/min，调节底液的碱度，使其维持在20‑30，在硝酸钴溶液中掺入占硝酸钴质量5‑10wt%的硫酸铝，搅拌溶解、混合均匀，将硝酸钴、硫酸铝混合溶液和碳酸氢铵溶液连续并流泵入底液中，在70‑90℃发生沉淀反应，控制反应体系的料浆固含量和碱度，反应料液由反应釜上部溢流口连续流出进入陈化釜，经洗涤压滤机洗涤和真空干燥机干燥，得到固溶体掺杂Al的球形碳酸钴；步骤3，制备固溶体掺杂Ti的球形碳酸钴以纯水为底液，温度升至50‑60℃，开启搅拌，控制搅拌转速在200‑250r/min，调节底液的碱度，使其维持在5‑10，在硝酸钴溶液中掺入占硝酸钴质量1‑5wt%的TiO2和表面活性剂，搅拌保持TiO2的悬浮状态，将硝酸钴、TiO2悬浮液溶液和碳酸氢铵溶液连续并流泵入底液中，在50‑70℃发生沉淀反应，控制反应体系的料浆固含量和碱度，反应料液由反应釜上部溢流口连续流出进入陈化釜，经洗涤压滤机洗涤和真空干燥机干燥，得到固溶体掺杂Ti的球形碳酸钴；步骤4，生成锂离子电池钴酸锂正极材料将上述固溶体掺杂Mg的球形碳酸钴、溶体掺杂Al的球形碳酸钴、固溶体掺杂Ti的球形碳酸钴与碳酸锂四者以重量比（1‑3）∶（2‑4）∶（1‑2）∶（3‑6）混合，装入陶瓷匣钵后，置于罩式炉中，5‑10℃/分钟升温，在800‑1000℃保温6‑8小时，在焙烧过程中通入含水量为2‑3%的空气，气流量为0.2‑0.5m3/h，降温后得到黑色的块体经气流破碎机破碎，得到锂离子电池钴酸锂正极材料。