CN105428625A - 铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法 - Google Patents

铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105428625A
CN105428625A CN201510907856.1A CN201510907856A CN105428625A CN 105428625 A CN105428625 A CN 105428625A CN 201510907856 A CN201510907856 A CN 201510907856A CN 105428625 A CN105428625 A CN 105428625A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacity
ion battery
lithium ion
saline solution
alumina
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510907856.1A
Other languages
English (en)
Inventor
耿海龙
王振伟
胡博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANDONG QIXING NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SHANDONG QIXING NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANDONG QIXING NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHANDONG QIXING NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201510907856.1A priority Critical patent/CN105428625A/zh
Publication of CN105428625A publication Critical patent/CN105428625A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，(1)将锂源和钴源按照Li：Co的摩尔比为(1+x)：1配比混合，0.07≤x≤0.1，在800-1200℃烧结15-20h，得LiCoO2；(2)将LiCoO2加入到铝盐水溶液中混合均匀，然后将水溶液搅拌蒸发完全，得残余物；(3)将残余物于400-500℃烧结2-5h，即得。本发明避免使用有机含铝化学试剂，成本和危险性低，易于工业化应用；通过在钴酸锂合成中使用适当过量锂源的方法提高LiCoO2产品中碳酸锂含量，既中和铝盐水溶液的酸性，又防止铝盐水溶液对钴酸锂的强腐蚀破坏，并预防质子和锂离子的交换作用。

Description

铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料的制备方法，尤其涉及铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
追求高能量密度一直是锂离子电池研究者、开发商的目标；其正极材料候选很多，其中，钴酸锂(LiCoO2)是高端锂离子电池正极材料的主要选择，通过提高其充电截止电压以提高其有效容量。提高其截止电压的主要办法就是氧化铝包覆，氧化铝包覆的优点是适当将母体材料与电解液隔离，保护母体材料结构的稳定性，同时氧化铝自身也具有比较高的锂离子导电能力，从而提高钴酸锂的高压承受能力。
目前，氧化铝包覆的方法一般是使用有机铝盐(如异丙醇铝)作为铝源，这种方法具有包覆均匀、不损害主体LiCoO2性能的优点。但是，由于有机铝盐价格很高并且易燃易爆，使得这种方法具有成本高、危险性高的缺点，不易实现工业化规模的生产。
还有使用铝盐水溶液作为铝源，如硫酸铝、硝酸铝的水溶液，进行氧化铝包覆。使用铝盐水溶液作为铝源，优点是成本低，安全性高，缺点是铝盐水溶液的酸性很强，易腐蚀LiCoO2破坏其表面结构的完整性，且水中的质子会和LiCoO2中的锂离子交换，结构中引入质子杂质，影响包覆后的产物的电化学性能，例如有效容量降低严重，充放电曲线滞后增大，平台更加倾斜，等。
有时为了减弱水性铝盐的酸性，促进铝沉淀，使用氨水等调节铝盐pH值。但是，这会额外增大成本、提高操作的复杂性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法。
本发明的技术方案如下：
一种铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，包括步骤如下：
(1)将锂源和钴源按照Li：Co的摩尔比为(1+x)：1配比混合，0.07≤x≤0.1，在800-1200℃烧结15-20h，得LiCoO2；
(2)将LiCoO2加入到铝盐水溶液中混合均匀，然后将水溶液搅拌蒸发完全，得残余物；
(3)将残余物于400-500℃烧结2-5h，即得氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的锂源为Li2CO3、LiOH或/和CH3COOLi，所述的钴源为Co3O4、Co(OH)2、CoOOH或/和CoO。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的烧结温度为900-1000℃，烧结时间为17-18h。
根据本发明，优选的，步骤(2)中所述的铝盐为Al(NO3)3。
优选的，铝盐水溶液的浓度为0.1-0.3mol/L；
优选的，LiCoO2的质量与铝盐水溶液的体积比值为1：(10-30)mg/mL；
优选的，搅拌蒸发温度为60-90℃。
根据本发明，优选的，步骤(3)中烧结温度为440-460℃。
本发明的原理：
本发明使用铝盐水溶液作为铝源，不使用氨水等调节pH值，而是在合成钴酸锂时引入适当过量的碳酸锂。但是，在钴酸锂合成中，如果锂源过量太多会导致钴酸锂产物含有过量的锂导致高的碱性，同样影响氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料电学性能，对材料的应用不利。本发明经过大量实验确定锂源过量7-10％，这样保证产物中含有碳酸锂、氧化锂等物质，既中和铝盐水溶液的酸性，又防止铝盐水溶液对钴酸锂的强腐蚀破坏，并预防质子和锂离子的交换作用。
本发明的有益效果：
1、本发明避免使用有机含铝化学试剂，成本和危险性低，易于工业化应用。
2、本发明通过在钴酸锂合成中使用适当过量锂源的方法提高LiCoO2产品中碳酸锂含量，既中和铝盐水溶液的酸性，又防止铝盐水溶液对钴酸锂的强腐蚀破坏，并预防质子和锂离子的交换作用。
3、本发明制得的氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料电学性能优越，制得锂离子电池后在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量达143mAh/g，循环150次后容量达115.8mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量达158.9mAh/g，循环150次后容量达123.1mAh/g。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
按照Li：Co摩尔比为1.07:1混合Li2CO3和Co3O4，在空气气氛中以1000℃烧结18小时后自然冷却，得LiCoO2；制备的LiCoO2质量(毫克数)和0.135mol/L的硝酸铝水溶液(毫升数)按照1:20配比，将LiCoO2浸入硝酸铝水溶液中，在80℃下搅拌蒸发，得残余物；将残余物在空气中450℃加热3小时，自然冷却，得到最终的产物氧化铝包覆钴酸锂(Al2O3-LiCoO2)。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为142.5mAh/g，循环150次后容量为110.8mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为167mAh/g，循环150次后容量为113.0mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为142.5mAh/g，循环150次后容量为106mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为172.2mAh/g，循环150次后容量为51mAh/g，部分电池未循环到150次就发生胀气失效情况。
实施例2：
按照Li：Co摩尔比为1.08:1混合Li2CO3和Co3O4，在空气气氛中以900℃烧结19小时后自然冷却，得LiCoO2；制备的LiCoO2质量(毫克数)和0.135mol/L的硝酸铝水溶液(毫升数)按照1:15配比，将LiCoO2浸入硝酸铝水溶液中，在70℃下搅拌蒸发，得残余物；将残余物在空气中440℃加热4小时，自然冷却，得到最终的产物氧化铝包覆钴酸锂(Al2O3-LiCoO2)。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为142.5mAh/g，循环150次后容量为110.8mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为167mAh/g，循环150次后容量为114.0mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为138mAh/g，循环150次后容量为103mAh/g，小部分电池出现胀气，循环不到150次即报废；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为167mAh/g，循环150次后容量为59mAh/g，部分电池未循环到150次就发生胀气失效情况。
实施例3：
按照Li：Co摩尔比为1.09:1混合Li2CO3和Co3O4，在空气气氛中以1100℃烧结17小时后自然冷却，得LiCoO2；制备的LiCoO2质量(毫克数)和0.2mol/L的硝酸铝水溶液(毫升数)按照1:12配比，将LiCoO2浸入硝酸铝水溶液中，在90℃下搅拌蒸发，得残余物；将残余物在空气中460℃加热2小时，自然冷却，得到最终的产物氧化铝包覆钴酸锂(Al2O3-LiCoO2)。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为143mAh/g，循环150次后容量为115.8mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为158.9mAh/g，循环150次后容量为123.1mAh/g；
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为135.6mAh/g，循环150次后容量为95.3mAh/g，部分电池出现胀气，循环不到150次即报废；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为168.5mAh/g，循环150次后容量为55.2mAh/g，部分电池未循环到150次就发生胀气失效情况。
实施例4：
按照Li：Co摩尔比为1.10:1混合Li2CO3和Co3O4，在空气气氛中以1000℃烧结18小时后自然冷却，得LiCoO2；制备的LiCoO2质量(毫克数)和0.10mol/L的硝酸铝水溶液(毫升数)按照1:25配比，将LiCoO2浸入硝酸铝水溶液中，在80℃下搅拌蒸发，得残余物；将残余物在空气中450℃加热3小时，自然冷却，得到最终的产物氧化铝包覆钴酸锂(Al2O3-LiCoO2)。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为144.4mAh/g，循环150次后容量为118.0mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为159mAh/g，循环150次后容量为124.8mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为125.0mAh/g，循环150次后容量为93.0mAh/g，部分电池出现胀气，循环不到150次即报废；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为155mAh/g，循环150次后容量为52mAh/g，部分电池未循环到150次就发生胀气失效情况。
对比例1：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为107mAh/g，循环150次后容量为95mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为140mAh/g，循环150次后容量为72mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为110mAh/g，循环150次后容量为95mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为132mAh/g，循环150次后容量为67mAh/g。
对比例2：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1.01:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为106.1mAh/g，循环150次后容量为94mAh/g。3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为139.1mAh/g，循环150次后容量为75.5mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为111.2mAh/g，循环150次后容量为94mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为142mAh/g，循环150次后容量为68.2mAh/g。
对比例3：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1.02:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为114.3mAh/g，循环150次后容量为89mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为148mAh/g，循环150次后容量为76mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为117mAh/g，循环150次后容量为93.7mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为152mAh/g，循环150次后容量为78mAh/g。
对比例4：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1.03:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为117.8mAh/g，循环150次后容量为88.7mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为146.9mAh/g，循环150次后容量为82.1mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为122mAh/g，循环150次后容量为96.9mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为152mAh/g，循环150次后容量为47.6mAh/g。
对比例5：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1.04:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为134.8mAh/g，循环150次后容量为107.0mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为159.9mAh/g，循环150次后容量为101.1mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为152mAh/g，循环150次后容量为127.6mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为185mAh/g，循环150次后容量为50.6mAh/g。
对比例6：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1.05:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为136mAh/g，循环150次后容量为120.3mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为163.9mAh/g，循环150次后容量为100.0mAh/g。
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为155mAh/g，循环150次后容量为130mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为184mAh/g，循环150次后容量为58.7mAh/g。
对比例7：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1.06:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为134.2mAh/g，循环150次后容量为122.0mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为164mAh/g，循环150次后容量为109.0mAh/g.
未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品，组装电池后测试，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为152.5mAh/g，循环150次后容量为113.9mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为174.0mAh/g，循环150次后容量为59mAh/g。
对比例8：
如实施例1所述，不同的是：
按照Li：Co摩尔比为1.11:1混合Li2CO3和Co3O4。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量低于100mAh/g；XRD分析发现样品组成中含有大量杂质。
对比例9：
按照Li：Co摩尔比为1.05:1混合Li2CO3和Co3O4，在1000℃空气中烧结18小时后自然冷却；采用常用的液相法工艺，对制备的LiCoO2用异丙醇铝液相法包覆得到Al2O3-LiCoO2。
以Al2O3-LiCoO2作为正极活性物质，按照活性物质：PVDF：SuperP质量比为8:1:1制备成正极，负极为锂片，电解液为1mol/LLiPF6/EC+DMC，隔膜为Celgad2400隔膜，组装成2032模拟电池。在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量为148mAh/g，循环150次后容量为120.0mAh/g；3.0-4.55V电压范围，测得首次容量为173.5mAh/g，循环150次后容量为125.9mAh/g。
通过对比对比例1-9和实施例1-4可以看出，使用硝酸铝水溶液包覆氧化铝时，制备LiCoO2时Li过量7～10％时，得到的最终产物性能最佳，尤其是3.0-4.55V范围循环时。制备LiCoO2时Li过量低于7％时，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围和3.0-4.55V电压范围的容量和循环性能都比未经硝酸铝水溶液处理的钴酸锂样品差。制备LiCoO2时Li过量高于10％时，在0.1C倍率下，3.0-4.30V电压范围，测得首次容量低于100mAh/g；样品组成中含有大量杂质。
对比例9中，异丙醇铝包覆氧化铝工艺制备的最终产物在3.0-4.55V的循环性能略微高于实施例3和4，说明异丙醇铝包覆的效果更好，但是，实施例3和4的结果可以看出，硝酸铝包覆工艺的最终产物在3.0-4.55V范围的循环性能也仅仅是稍微低于异丙醇铝包覆的，在3.0-4.55V，异丙醇铝包覆的循环150次为125.9mAh/g，而实施例3中为123.1mAh/g，实施例4中为124.8mAh/g，仅差2mAh/g。换取的是低成本、高安全的优势。

Claims (10)

1.一种铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，包括步骤如下：
(1)将锂源和钴源按照Li：Co的摩尔比为(1+x)：1配比混合，0.07≤x≤0.1，在800-1200℃烧结15-20h，得LiCoO2；
(2)将LiCoO2加入到铝盐水溶液中混合均匀，然后将水溶液搅拌蒸发完全，得残余物；
(3)将残余物于400-500℃烧结2-5h，即得氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料。
2.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的锂源为Li2CO3、LiOH或/和CH3COOLi。
3.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的钴源为Co3O4、Co(OH)2、CoOOH或/和CoO。
4.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的烧结温度为900-1000℃。
5.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的烧结时间为17-18h。
6.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的铝盐为Al(NO3)3。
7.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(2)中铝盐水溶液的浓度为0.1-0.3mol/L。
8.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(2)中LiCoO2的质量与铝盐水溶液的体积比值为1：(10-30)mg/mL。
9.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(2)中搅拌蒸发温度为60-90℃。
10.根据权利要求1所述的铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，步骤(3)中烧结温度为440-460℃。
CN201510907856.1A 2015-12-09 2015-12-09 铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法 Pending CN105428625A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510907856.1A CN105428625A (zh) 2015-12-09 2015-12-09 铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510907856.1A CN105428625A (zh) 2015-12-09 2015-12-09 铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105428625A true CN105428625A (zh) 2016-03-23

Family

ID=55506671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510907856.1A Pending CN105428625A (zh) 2015-12-09 2015-12-09 铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105428625A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025214A (zh) * 2016-06-07 2016-10-12 山东齐星新材料科技有限公司 氧化铝包覆钴酸锂的后处理工艺
CN106340629A (zh) * 2016-11-07 2017-01-18 珠海格力电器股份有限公司 一种钴酸锂材料的改性方法
CN108336348A (zh) * 2018-03-29 2018-07-27 新乡学院 一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料的方法
CN112661199A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 浙江中金格派锂电产业股份有限公司 一种高振实密度氧化铝包覆镁锰共掺杂四氧化三钴的制备方法
CN114583240A (zh) * 2020-11-30 2022-06-03 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池
CN115312759A (zh) * 2022-09-13 2022-11-08 陕西红马科技有限公司 一种低压降的钴酸锂正极材料及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102842712A (zh) * 2012-09-26 2012-12-26 天津巴莫科技股份有限公司 包覆型钴酸锂正极材料的制备方法
CN103985859A (zh) * 2014-05-29 2014-08-13 广西博士海意信息科技有限公司 锂离子电池钴酸锂正极材料及制备方法
CN104201374A (zh) * 2014-09-11 2014-12-10 海宁美达瑞新材料科技有限公司 一种高容量的锂离子电池正极材料及其制备方法
CN104701532A (zh) * 2015-02-11 2015-06-10 江苏科捷锂电池有限公司 纳米氧化铝固相包覆钴酸锂正极材料的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102842712A (zh) * 2012-09-26 2012-12-26 天津巴莫科技股份有限公司 包覆型钴酸锂正极材料的制备方法
CN103985859A (zh) * 2014-05-29 2014-08-13 广西博士海意信息科技有限公司 锂离子电池钴酸锂正极材料及制备方法
CN104201374A (zh) * 2014-09-11 2014-12-10 海宁美达瑞新材料科技有限公司 一种高容量的锂离子电池正极材料及其制备方法
CN104701532A (zh) * 2015-02-11 2015-06-10 江苏科捷锂电池有限公司 纳米氧化铝固相包覆钴酸锂正极材料的制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025214A (zh) * 2016-06-07 2016-10-12 山东齐星新材料科技有限公司 氧化铝包覆钴酸锂的后处理工艺
CN106025214B (zh) * 2016-06-07 2019-05-24 山东齐星新材料科技有限公司 氧化铝包覆钴酸锂的后处理工艺
CN106340629A (zh) * 2016-11-07 2017-01-18 珠海格力电器股份有限公司 一种钴酸锂材料的改性方法
CN108336348A (zh) * 2018-03-29 2018-07-27 新乡学院 一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料的方法
CN114583240A (zh) * 2020-11-30 2022-06-03 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池
CN114583240B (zh) * 2020-11-30 2024-08-09 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池
CN112661199A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 浙江中金格派锂电产业股份有限公司 一种高振实密度氧化铝包覆镁锰共掺杂四氧化三钴的制备方法
CN115312759A (zh) * 2022-09-13 2022-11-08 陕西红马科技有限公司 一种低压降的钴酸锂正极材料及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104157831B (zh) 一种核壳结构的尖晶石镍锰酸锂、层状富锂锰基复合正极材料及其制备方法
CN103474625B (zh) 一种核壳结构的新型锂离子电池正极材料包覆方法
CN105070908B (zh) 一种高镍正极材料的制备方法和锂离子电池
CN104393285B (zh) 镍钴铝三元正极材料及其制备方法
CN105428625A (zh) 铝盐水溶液后处理制备氧化铝包覆钴酸锂锂离子电池正极材料的方法
CN104037404B (zh) 一种锂离子电池用镍钴铝锂和锰酸锂复合材料及其制备方法
CN108615875A (zh) 一种富锂锰基正极材料及其制备方法
CN104993121B (zh) 一种镍锰掺混锂离子电池正极材料及其制备方法
CN103928660B (zh) 一种具有多级结构的多元正极材料的制备方法
CN104638227A (zh) 一种锂离子电池正极材料的改性方法
CN104835957B (zh) 一种锂离子电池所用高镍三元材料的制备方法
CN105958054A (zh) 一种磷酸镧包覆锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的方法
CN103022471B (zh) 改善高镍三元正极材料电化学性能的方法
CN103107328A (zh) 一种改性尖晶石型锰酸锂的制备方法
CN104505490A (zh) 采用原位碳还原法制备的锂离子电池用正极活性材料及方法
CN103833083B (zh) 一种磷酸铁锂-磷酸钒锂复合材料前驱体的制备方法
CN109065871A (zh) 一种掺杂包覆改性的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法
CN101465426A (zh) 用于锂离子电池的正极材料及其制备方法
CN103746113A (zh) 一种包覆型尖晶石锰酸锂复合正极材料的制备方法
CN102832381A (zh) 长寿命锂离子电池高压正极材料Li1+xMn3/2-yNi1/2-zMy+zO4的制备方法
CN103950997B (zh) 高电压正极材料前驱体、其制备的锂电池正极材料、及制备方法
CN107768628B (zh) 一种锂离子电池正极材料及其制备方法
CN107204424B (zh) 一种富锂锰基层状锂电池正极材料的制备方法
CN104900870A (zh) 一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法
CN104961161A (zh) 一种高度稳定的锰酸锂正极材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160323