一種提高鋰離子電池正極材料鈷酸鋰電位的制備方法，按照下列步驟完成：四氧化三鈷、鋰鹽混合并加入添加劑T1→預處理→高溫一次燒結→表面處理→二次混合→預處理→低溫二次燒結→表面處理→產品。利用此工藝生產出來的鈷酸鋰不但具有原有性質，而且還能夠實現4.4V充放電；該產品已經經過客戶使用，客戶將材料做成成品電池進行測試，測試電流倍率為0.2C，放電電壓范圍在3.0V~4.35V之間，測得材料的比容量大于160mAh/g；以1C充/1C放循環10次，容量保持率在99.5%以上。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種提高鋰離子電池正極材料鈷酸鋰電位的制備方法，屬于新能源與高效節能-新型高效能量轉換與儲存技術和相關產品制備的
技術介紹
鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液等構成，正極材料在鋰電池的總成本中占據40%以上的比例，并且正極材料的性能直接影響了鋰電池的各項性能指標，所以鋰電正極材料在鋰電池中占據核心地位。目前已經市場化的鋰電正極材料包括鈷酸鋰、多元材料、錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰等產品，而鈷酸鋰又是目前生產工藝最為成熟、電池性能最可靠并獲得最廣泛商業應用的鋰離子電池正極材料。 隨著中國快速發展的經濟對電池新材料需求的增加，以及手機、筆記本電腦、數碼相機、攝像機、汽車等產品對新型、高效、環保電池材料的強勁需求，中國電池新材料市場將不斷擴大。鋰電池作為電池未來發展方向，其正極材料發展前景看好。同時，3G手機推廣和新能源汽車的大規模商業化都將為鋰電池正極材料帶來新機遇。現有鋰離子充電電池的正極材料使用的是鈷酸鋰(LiCo02)、三元類(LiNiMnCo02)、錳酸鋰(LiMn204)、磷酸鐵鋰(LiFeP04)等。但這些正極材料的理論容量都在200mAh/g以下。因此必須尋找超過200mAh/g的新材料,或是將正極材料對鋰電位提高到更高的電位，以增加能量密度。大家都知道目前鋰離子正極材料鈷酸鋰對鋰電位只有4. Ov左右，而工作電壓只有3. (Γ4. 2v之間，全電池比能量只有14(Tl45mAh/g，哪怕提高O. Iv,能量密度也將增加10%。
技術實現思路
本專利技術的目的就在于提供一種提高鋰離子電池正極材料LiCo02電位的制備方法，該方法在原有HYC型鋰離子電池正極材料鈷酸鋰的基礎上，利用特殊的合成工藝，從而使材料具有目前市場上正在使用鈷酸鋰高能量、長循環壽命、良好的加工性能、良好的安全性能等特性外，而且可以將鈷酸鋰對鋰電位提高到4. 4v，全電池比能量提高到160 170mAh/g。如上構思，本專利技術的技術方案是一種提高鋰離子電池正極材料LiCo02電位的制備方法，其特征在于按照如下步驟完成I)選用電池級的碳酸鋰或氫氧化鋰和電池級的四氧化三鈷為原料，并且按照鋰鈷摩爾比I I. 1:1的比例進行配比；選稀土元素氧化物、較高價態的Bi、Sn、Ce、Ti、Mo、Zr、V、Cr、Nb、Ni過渡金屬氧化物中的一種或幾種作為添加劑Tl，每種添加劑的重量是四氧化三鈷重量的O. 059Γ0. 5% ;將電池級的碳酸鋰或氫氧化鋰、電池級的四氧化三鈷和添加劑Tl混合均勻；2)將I)得到混合均勻的材料在60(T110(TC溫度下燒結6 15小時，并經過表面處理，得到高密度的鈷酸鋰一次料；3)在2)中得到的鈷酸鋰一次料中加入Al2O3混合均勻，Al2O3的加入量是鈷酸鋰一次料重量的O. 02°/Γ % ；4)將3)混合均勻的物料在60(Tll00°C溫度下燒結8 20小時，并經過表面處理，就可以得到包覆高電壓鈷酸鋰。5)將3)中燒結后得到的物料進行粉碎、篩分，即可得到本專利技術的鈷酸鋰正極材料。上述添加劑Tl選用Ti02、Al203、Nd203、Nb205稀土氧化物中的一種或幾種。本專利技術具有如下的優點和積極效果I、本專利技術是采用二次燒結過程；在燒結過程中混入稀土元素氧化物、較高價態的Bi、Sn、Ce、Ti、Mo、Zr、V、Cr、Nb、Al等過渡金屬氧化物，利用這些元素在高溫時的特性，形成更高壓實密度、大倍率性能和循環性能優越的改性復合鈷酸鋰正極材料。 2、本專利技術采用二次燒結法，能夠使顆粒結晶表面更加光滑、均勻，且顆粒為單晶，而且使加入的A1203均勻的包覆在鈷酸鋰顆粒上，起到穩定結構的關鍵作用，因此制備出的鈷酸鋰正極材料對鋰電位可以提高到4. 4v，經測試，測試電流倍率為O. 2C，放電電壓范圍在3. O疒4. 35V之間，電化學全電池放電容量達到160mAh/g以上；以IC充/1C放循環10次，容量保持率在99. 5%以上，電化學綜合性能極為優越。附圖說明圖I高電位鈷酸鋰的XRD譜圖；圖2高電位鈷酸鋰的SEM圖；圖3高電位鈷酸鋰的倍率放電性能圖；圖4高電位鈷酸鋰的能譜圖。具體實施例方式下面結合本公司的實例對本專利技術作進一步說明，但不限于此。實施例I :一種提高鋰離子電池正極材料LiCo02電位的制備方法，其特征在于按照如下步驟完成I、選用四川天齊鋰業的電池級碳酸鋰和寧波科博特鈷鎳有限公司的GB-100型號四氧化三鈷為原料，并且按照鋰鈷摩爾比1.035:1的比例進行配比。添加1102、21<)2和Nb2O5作為添加劑Tl，其中TiO2的添加重量是四氧化三鈷重量的O. 12%,ZrO2的添加重量是四氧化三鈷重量的O. 1%、Nb2O5的添加重量是四氧化三鈷重量的O. 15%。將電池級碳酸鋰、寧波科博特鈷鎳有限公司的GB-100型號四氧化三鈷、TiO2, ZrO2和Nb2O5進行摻雜混配，并混合均勻。2、將I)得到混合均勻的物料裝入耐火匣缽中，推入高溫推板窯爐內，在60(ni00°C溫度下保溫12小時后，緩慢推出窯爐。3、在2)中得到的鈷酸鋰一次料中，加入鈷酸鋰一次料重量O. 2%的Al2O3,并混合均勻。4、將混合均勻的物料裝入耐火匣缽中，推入高溫推板窯爐內，在60(Tll0(TC溫度下保溫12小時后，緩慢推出窯爐。5、將出爐的物料進行粉碎、篩分，即可得到本專利技術的高電位鈷酸鋰正極材料。采用實例I生產工藝所制備的鈷酸鋰，壓實密度為3. 9^4. 3g/cm3 ;根據客戶提供的電池進行測試，測試電流倍率為O. 2C,電壓范圍在3. O疒4. 35V之間，測得材料的比容量為166. 9mAh/g,以IC充/1C放循環10次時，容量保持率在99. 68%。實施例2 : —種提高鋰離子電池正極材料LiCo02電位的制備方法，其特征在于按照如下步驟完成I、選用四川天齊鋰業的電池級碳酸鋰和寧波科博特鈷鎳有限公司的GB-100型號四氧化三鈷為原料，并且按照鋰鈷摩爾比I. 05:1的比例進行配比。添加TiO2XeOdPNb2O5作為添加劑Tl，其中TiO2的添加重量是四氧化三鈷重量的O. 12%、CeO2的添加重量是四氧化三鈷重量的O. 15%、Nb2O5的添加重量是四氧化三鈷重量的O. 1%。將電池級碳酸鋰、寧波科博特鈷鎳有限公司的GB-100型號四氧化三鈷、TiO2, CeO2和Nb2O5進行摻雜混配，并混合均勻。2、將I)得到混合均勻的物料裝入耐火匣缽中，推入高溫推板窯爐內，在60(Tii0(rc溫度下保溫 ο小時后，緩慢推出窯爐。·3、在2)中得到的鈷酸鋰一次料中，加入鈷酸鋰一次料重量O. 5%的Al2O3,并混合均勻。4、將混合均勻的物料裝入耐火匣缽中，推入高溫推板窯爐內，在60(Tll0(TC溫度下保溫12小時后，緩慢推出窯爐。5、將出爐的物料進行粉碎、篩分，即可得到本專利技術的鈷酸鋰正極材料。采用實例2生產工藝所制備的鈷酸鋰，壓實密度為3. 9^4. lg/cm3 ;根據客戶提供的電池進行測試，測試電流倍率為O. 2C,電壓范圍在3. O疒4. 35V之間，測得材料的比容量為168. 2mAh/g,以IC充/1C放循環10次時，容量保持率在9957%。權利要求1.一種提高鋰離子電池正極材料LiCo02電位的制本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種提高鋰離子電池正極材料LiCoO2電位的制備方法，其特征在于：按照如下步驟完成：1)選用電池級的碳酸鋰或氫氧化鋰和電池級的四氧化三鈷為原料，并且按照鋰鈷摩爾比1~1.1:1的比例進行配比；選稀土元素氧化物、較高價態的Bi、Sn、Ce、Ti、Mo、Zr、V、Cr、Nb、Ni過渡金屬氧化物中的一種或幾種作為添加劑T1，每種添加劑的重量是四氧化三鈷重量的0.05%~0.5%；將電池級的碳酸鋰或氫氧化鋰、電池級的四氧化三鈷和添加劑T1混合均勻；2)將1)得到混合均勻的材料在600~1100℃溫度下燒結6~15小時，并經過表面處理，得到高密度的鈷酸鋰一次料；3）在2)中得到的鈷酸鋰一次料中加入Al2O3混合均勻，Al2O3的加入量是鈷酸鋰一次料重量的0.02%~1%；4）將3）混合均勻的物料在600~1100℃溫度下燒結8~20小時，并經過表面處理，就可以得到包覆高電壓鈷酸鋰;5）將3）中燒結后得到的物料進行粉碎、篩分，即可得到本專利技術的鈷酸鋰正極材料。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳軍，黃兵，
申請(專利權)人：天津華夏泓源實業有限公司，
類型：發明
國別省市：
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