本發明專利技術涉及一種鋰離子電池正極材料錫摻雜型鈷酸鋰及其制備方法，其步驟是按比例將鈷化合物和鋰化合物混合，在高溫下煅燒進行第一次合成，并將得到的鈷酸鋰進行研磨粉碎；以錫化合物和研磨粉碎鈷酸鋰為原料按比例混合，混合均勻后煅燒進行第二次合成，并將錫摻雜的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到成品。此正極材料顆粒分布均勻，具有完好的結晶度；循環性能優良，0.2C倍率充放電的首次放點比容量高；安全性能好，可通過針刺、擠壓、撞擊、內或外部短路、過充、熱濫用等測試。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池正極材料的改性工藝，尤其是錫摻雜型鈷酸鋰及其制備方法。
技術介紹
自1991年SONY公司將鋰離子電池投放市場以來，手機、筆記本電腦和數碼產品等便攜式電子產品對高性價比的電池的需求日益強烈。LiCoO2作為鋰離子 電池正極材料，其性能優良，但由于目前商業化鋰離子電池采用的正極材料大多數為純鈷酸鋰，鈷資源短缺，而且未進行摻雜的鈷酸鋰表層結構不規則、不穩定，使鋰離子電池循環性能差、容量衰減較快、在循環過程中易出現表層結構破壞，引起電池內阻升高，在劇烈充放電環境或短路情況下，蓄積的熱量使電池溫度升高，正極材料會與電解液反應釋放出氧氣導致壓力增大，引起電池爆炸，從而影響了鋰離子電池的循環性能和使用安全性。因此循環性能好，安全性能高的鋰離子電池的研究開發日益得到重視，正極材料作為鋰離子電池的關鍵材料引起了業內的關注，因此，人們都致力于鋰離子電池正極材料的研究開發。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本專利技術提供一種鈷含量低、比容量高、安全性好、表面機構規則的。為達到以上目的，本專利技術解決其技術問題所采用的技術方法是將鈷化合物和鋰化合物按比例混合，在高溫下煅燒進行第一次合成，并將得到的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到A料；以錫化合物和A料為原料按比例混合，混合均勻后煅燒，進行第二次合成，并將得到的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到摻入錫的鈷酸鋰成品，其化學式LiSni_xCox02。采用以上技術方案后，本專利技術的有益效果是本專利技術中鈷酸鋰材料顆粒分布均勻，具有完好的結晶度；循環性能優良，O. 2C倍率充放電的首次放點比容量高；安全性能好，可通過針刺、擠壓、撞擊、內或外部短路、過充、熱濫用等測試。附圖說明圖1實施例1制備的正極材料在電子顯微鏡下的SEM圖譜。圖2實施例1制備的正極材料的物相XRD圖譜。圖3實施例1制備的正極材料首次放電比容量圖。具體實施例方式本專利技術一種，將鈷化合物和鋰化合物按比例混合，在高溫下煅燒進行第一次合成，并將得到的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到A料；以錫化合物和A料為原料按比例混合，混合均勻后煅燒進行第二次合成，并將錫摻雜的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到成品。所述比例是鋰化合物和鈷化合物的摩爾比例是Li/Co =(1. 00 1. 06)/1. 00，錫化合物和鈷化合物摩爾比例為是Sn/Co = (O. 03 O. 05)/1. 00 ；所述混合時間為2 3小時。所述煅燒，其條件是溫度800 980°C，時間9 11小時，煅燒過程中通入空氣，流量為(2 3)m3/h。本專利技術采用金屬元素Sn在鈷酸鋰顆粒的表面摻雜，在鈷酸鋰顆粒較小的情況下其具有較高的比容量和較低的鈷含量。制備的正極材料在保留鈷酸鋰性能優勢的基礎上，使鈷含量大大降低。下面列舉幾個實施例實施例1:按照Li2CO3中Li >Co3O4中Co的摩爾比例Li Co =1. 05 1進行混合研磨,研磨時間為3h ;將混合后的原料放置于焙燒爐中，在空氣流量為3m3/h的氣氛中進行煅燒，煅燒溫度為970°C，煅燒時間為IOh ;將步驟煅燒后的產物至于混料罐中，加入SnO2, Sn Co=0. 04 :1，混合研磨，研磨時間為3h ;將步驟研磨好的產物放置于焙燒爐中，在空氣流量為2m3/h的氣 氛中進行煅燒，煅燒溫度為800°C，煅燒時間為10h，得到摻雜Sn的鈷酸鋰正極材料。通過實施例1制備的鋰離子電池鈷酸鋰正極材料顆粒分布均勻、純度高、不含雜質、具有完好的結晶度，所組裝的電池在25°C左右進行充放電，充放電電壓范圍為2. 7V 4. 3V時，O. 2C倍率充放電的首次放電容量為159. 6mAh/g。各項指標測試結果如圖1、圖2、圖3。實施例2按照Li2CO3中L1、Co3O4中Co的摩爾比例Li Co =1. 06 1進行混合研磨,研磨時間為3h ;將混合后的原料放置于焙燒爐中，在空氣流量為3m3/h的氣氛中進行煅燒，煅燒溫度為980°C，煅燒時間為IOh ;將煅燒后的產物至于混料罐中，加入SnO2, Sn Co=0. 03 :1，混合研磨，研磨時間為3h ;將步驟研磨好的產物放置于焙燒爐中，在空氣流量為2mVh的氣氛中進行煅燒，煅燒溫度為850°C，煅燒時間為10h，得到摻雜Sn的鈷酸鋰正極材料。通過實施例2制備的鋰離子電池鈷酸鋰正極材料顆粒分布均勻、純度高、不含雜質、具有完好的結晶度，所組裝的電池在25°C左右進行充放電，充放電電壓范圍為2. 7V 4. 3V時，O. 2C倍率充放電的首次放電容量為159. OmAh/g。實施例3按照Li2CO3中Li >Co3O4中Co的摩爾比例Li Co =1. 06 1進行混合研磨,研磨時間為3h ;將混合后的原料放置于焙燒爐中，在空氣流量為3m3/h的氣氛中進行煅燒，煅燒溫度為970°C，煅燒時間為IOh ;將煅燒后的產物至于混料罐中，加入SnO2, Sn Co=0. 05 :1，混合研磨，研磨時間為3h ;將步驟研磨好的產物放置于焙燒爐中，在空氣流量為2mVh的氣氛中進行煅燒，煅燒溫度為800°C，煅燒時間為10h，得到摻雜Sn的鈷酸鋰正極材料。通過實施例3制備的鋰離子電池鈷酸鋰正極材料顆粒分布均勻、純度高、不含雜質、具有完好的結晶度，所組裝的電池在25 0C左右進行充放電，充放電電壓范圍為2. 7V 4. 3V時，O. 2C倍率充放電的首次放電容量為157.1mAh/g。權利要求1.一種，其特征是將鈷化合物和鋰化合物按比例混合，在高溫下煅燒進行第一次合成，并將得到的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到A料；以錫化合物和A料為原料按比例混合，混合均勻后煅燒進行第二次合成，并將錫摻雜的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到成品。2.根據權利要求1所述的一種，其特征是所述鋰化合物和鈷化合物的摩爾比例為Li/Co =1. 00 1. 06/1. 00，錫化合物和鈷化合物摩爾比例為Sn/Co = O. 03 O. 05/1. 00 ;所述混合時間為2 3小時。3.根據權利要求1所述的一種，其特征是所述煅燒溫度為800 980°C，時間9 11小時，煅燒過程中通入空氣，流量為2 3m3/h。全文摘要本專利技術涉及一種，其步驟是按比例將鈷化合物和鋰化合物混合，在高溫下煅燒進行第一次合成，并將得到的鈷酸鋰進行研磨粉碎；以錫化合物和研磨粉碎鈷酸鋰為原料按比例混合，混合均勻后煅燒進行第二次合成，并將錫摻雜的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到成品。此正極材料顆粒分布均勻，具有完好的結晶度；循環性能優良，0.2C倍率充放電的首次放點比容量高；安全性能好，可通過針刺、擠壓、撞擊、內或外部短路、過充、熱濫用等測試。文檔編號H01M4/62GK103000881SQ20121054898公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日專利技術者吳麗軍, 李東南 申請人:江蘇菲思特新能源有限公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種鋰離子電池正極材料錫摻雜型鈷酸鋰及其制備方法，其特征是：將鈷化合物和鋰化合物按比例混合，在高溫下煅燒進行第一次合成，并將得到的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到A料；以錫化合物和A料為原料按比例混合，混合均勻后煅燒進行第二次合成，并將錫摻雜的鈷酸鋰進行研磨粉碎，得到成品。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳麗軍，李東南，
申請(專利權)人：江蘇菲思特新能源有限公司，
類型：發明
國別省市：
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