CN108448111A - 一种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，将硫酸钴溶于去离子水中，加入乙二醇，然后将磷酸加到制备好的硫酸钴溶液中，将氢氧化锂溶于去离子水中，然后加到硫酸钴和磷酸混合的溶液中，最后将蔗糖加入上述混合液中，搅拌后，将混合均匀的乳浊液转移到高压反应釜中，控制温度为180~220℃，反应4~24h后，过滤洗涤后，干燥一夜后，即得到了具有b轴取向的片状结构、高比容量的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。本发明首次通过添加有机溶剂和蔗糖来共同实现形貌的控制和钴元素的价态稳定，进而寻求最优磷酸钴锂的合成条件。本发明通过有机溶剂控制形貌的合成，蔗糖作为相对廉价的还原剂有效避免钴元素价态的升高。

Description

一种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种锂离子电池正极材料，具体来说是一种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法。
背景技术
随着社会的不断发展，世界能源消耗呈正增长趋势，矿物燃料的燃烧对生态环境造成严重污染，甚至危及到人类的生存。就目前来看，人们已提出和发明了多种储能技术来满足各个领域的不同需求。现有能量储存技术主要有物理式储能、化学式储能、电磁式储能和相变式储能等几大类。其中化学式储能分为钠硫电池、全钒液流电池、铅酸电池、锂离子电池等。这几种化学式储能方式相比较而言，锂离子电池具备能量密度相对高、电压平台高、对环境友好等优点，因此被称为绿色电池。
近十几年来，中国的锂离子电池产业市场发展十分迅猛，基本形成了比较完善的产业链条，同时在国际锂离子电池材料的选配及研发领域占有重要的地位。同时锂离子电池具有大容量存储和高效率的充放电功能特点为其成为新能源汽车和其他新能源产品储能系统的首选产品。其中橄榄石结构的磷酸盐由于其独特的循环稳定性得到了广泛的应用，磷酸钴锂由于其电压平台高能量密度大，成为了更有潜力的磷酸盐锂离子正极材料。
目前，磷酸钴锂的制备方法有很多，其中有高温固相法，低温固相法，水热法，以及水热-溶剂热法等。
高温固相法的合成在工业生产中十分常见，通过对原料研磨以及煅烧，得到成品。Natalia N.Bramnik等人采用CoO、Li2CO3和(NH4)2HPO4三种原料按LiCoPO4的化学计量数之比混合均匀，并且在混合均匀的反应物中加入5wt％的炭黑，再加入适量丙酮作为分散剂，研磨，压片，然后在500℃N2氛围下煅烧12h，产物研磨、制片后，再在600℃热处理24h，得到纯相LiCoPO4,在1/6C的倍率下首次放电比容量为102mAh/g。
低温固相法是一种在室温下得到前驱体，煅烧得到电极材料成品，其优点在于操作简单、成本低、所需的材料价格低廉易获取、煅烧温度相对较低、时间也相对较短。宋宝玲等人曾用低温固相法合成了LiCoPO4。先把LiOH·H2O和过量的浓磷酸搅拌混合并蒸干，生成LiH2PO4·H2O前驱体，再将前驱体分三次加入到混合均匀的CoCl2·6H2O、PEG-400、MnSO4·H2O混合物中，研磨，清洗烘干，再在600℃下热处理2h，得到LiCoPO4产物，经过XRD分析为纯相，粒径基本为0.5～1μm。
水热法又被称为热液法，属液相化学的范畴。是指在密封的压力反应釜中，以水为溶剂，在高温高压下进行的化学反应。其优点是合成温度低、易于操作。Zhaoyujuan等人在前驱体中加入不同的分散剂的水热法制备LiCoPO4,能合成纯净的LiCoPO4,该材料在0.1C的首次充放电比容量分别为154mAh/g和65mAh/g。而Masashi用不同的钴源制备LiCoPO4,用CoSO4不仅能制备出纯净的LiCoPO4,在0.1C下的放电比容量为(94～104)mAh/g。通过Zhang等人的研究我们发现反应物的种类、浓度和分散剂的类型对LiCoPO4的形貌，以及其电化学性能影响很大。
通过以上分析目前LiCoPO4作为锂离子电池正极材料得到的电池，其放电比容量相对于理论的放电比容量较低，有望通过缩小其粒径和让其呈现特殊的生长形貌来实现放电比容的提升。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，所述的这种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法要解决现有技术中的锂离子电池放电比容量较低的技术问题。
本发明提供了一种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，包括如下步骤：
1)按照重量份数称取水合氢氧化锂、水合硫酸钴、磷酸、去离子水、蔗糖和乙二醇，上述原料的重量份数如下：
2)将水合硫酸钴和去离子水混合，制备得到酒红色的溶液；
3)然后在步骤2)的溶液中加入乙二醇后搅拌均匀；
4)将磷酸加到步骤3)的溶液中，搅拌均匀；
5)将水合氢氧化锂溶解到30～60％的去离子水中，然后加入到步骤4)中的溶液中；
6)将蔗糖加入到步骤5)的溶液中，搅拌混合均匀，再将浆料转入反应釜中，在180～220℃下反应4～24h。
7)将步骤6)中得到浆料洗涤、干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
进一步的，步骤6)所述反应温度为220℃，时间为4h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为200℃，时间为8h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为200℃，时间为12h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为220℃，时间为6h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为180℃，时间为16h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为200℃，时间为16.5h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为220℃，时间为8h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为180℃，时间为20h。
进一步的，步骤6)所述反应温度为180℃，时间为24h。
本发明通过合成原料的分配来合成有利于锂离子扩散的晶粒形貌，以此解决锂离子电池放电比容量较低的问题。最终结果，我们得到了更有助于锂离子扩散的形貌，并且提高了其放电比容量。本发明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的行貌特征为菱形片状，长轴长为5μm，短轴长为2μm，其厚度为200nm，其短轴方向，即锂离子的扩散通道最短，该片状磷酸钴锂有利于锂离子的扩散。
本发明的方法与固相合成工艺相比，由于使用水和硫酸钴和水和氢氧化锂作为原料在水热条件下反应，合成过程中没有环境污染性气体碳氧化物、氮氧化物的排放，因此，本发明的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法具有非常好的环保特性。同时本发明的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，由于是采用水热条件反应合成的磷酸钴锂，相比较固相法的高温反应条件，水热法很大程度缩小了能耗。
本发明得到了具有b轴取向的片状结构、高比容量的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。本发明是首次通过添加有机溶剂和蔗糖来共同实现形貌的控制和钴元素的价态稳定，进而寻求最优磷酸钴锂的合成条件。有机溶剂控制形貌的合成，蔗糖作为相对廉价的还原剂有效避免钴元素价态的升高。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明从材料的晶粒生长的角度选择了缩短锂离子扩散的路径的方式的合成方式，进一步提高了其电化学性能。
附图说明
图1为实施例1的片状磷酸钴锂的XRD图。
图2片状磷酸钴锂扫描电镜图。
图3片状磷酸钴锂制作的电池充放电图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进行详细说明，但并不限制本发明。
电池的制备与电化学性能测试方法
1、电池正极片的制备：
将获得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂、导电碳粉、有机粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按质量比80：10：10混合后得到混合体，将混合粉体加入到有机粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF),充分搅拌后形成浆料，涂覆于铝箔表面，烘干后，多次轧制，获得电池正极片。
2、电池组装与性能测试
用2016型半电池评估获得磷酸钴锂的电化学性能。将轧制好的电池极片冲压成为直径12毫米的圆片，准确称量其质量后，根据配方组成计算出极片的磷酸钴锂质量，使用直径19毫米的隔膜，使用直径15毫米的金属锂片作为负极，在手套箱中组装为可测试电池。
3、电池性能测试
电池的比容量测试使用武汉蓝电公司电池测试仪(Land2000)进行。在0.2C条件下进行多次循环测试。
实施例1
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在220℃下反应4h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，所得的XRD测试结果如图1。图1中可以看出该图谱中所有的衍射峰都可以标定为磷酸钴锂的衍射峰，既没有其他物相，表明通过上述方法所得到的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法为纯相的磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，所得的SEM结果如图2。从图2中可以看出，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂呈菱形片状结构，长轴长为5μm，短轴长为2μm，其厚度为200nm。其中片状的生长方向为(020)面,而在[020]方向为锂离子的一维扩散方向，片状结构有利于缩短锂离子的扩散路径，从而提高离子扩散系数，提高其电化学性能。
将上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂使用半电池方法组装组成纽扣式2016电池在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行测试，前3次充放电结果如图3，从图3中可以看出，首次充电比容量为162.3mAh/g，首次放电比容量为133.5mAh/g，其放电平台为4.75V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例2
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在200℃下反应8h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为164.3mAh/g，首次放电比容量为110.7mAh/g，其放电平台为4.74V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例3
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在200℃下反应12h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为162.4mAh/g，首次放电比容量为106.2mAh/g，其放电平台为4.75V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例4
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在220℃下反应6h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为160mAh/g，首次放电比容量为128.7mAh/g，其放电平台为4.74V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例5
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在180℃下反应16h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为161.9mAh/g，首次放电比容量为120.5mAh/g，其放电平台为4.75V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例6
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在200℃下反应16.5h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为149.3mAh/g，首次放电比容量为102.9mAh/g，其放电平台为4.74V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例7
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在220℃下反应8h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为157.7mAh/g，首次放电比容量为132.6mAh/g，其放电平台为4.75V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例8
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在180℃下反应20h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为161.7mAh/g，首次放电比容量为117.7mAh/g，其放电平台为4.75V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
实施例9
一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，合成过程所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下：
其制备方法具体包括如下步骤：
(1)将84份的水合硫酸钴和150份的去离子水混合，制备得到酒红色的溶液。
(2)然后在(1)中加入502份乙二醇后搅拌均匀
(3)滴加35份磷酸到(2)得到的溶液并搅拌均匀。
(4)将38份的水合氢氧化锂溶解与150份的去离子水中，缓慢的滴加到(3)中的溶液中。
(5)将称量好的15份蔗糖加入到(4)中，搅拌混合均匀的浆料转入反应釜中，在180℃下反应24h。
(6)将(5)中得到材料洗涤，干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂通过X射线衍射仪(XRD，日本理学Rigaku)进行检测，结果与图1相似，没有发现其他物相的衍射峰，表明上述的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法所得的最终物质为纯相磷酸钴锂材料。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，使用扫描电镜(SEM,日本电子6700F)进行形貌检测，结果与图2相似，同样具有b轴最短的片状结构。
上述所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂按照实施例1的方法制成电池极片，在0.2C的倍率下对该电池的充放电性能进行了测试，结果表明，所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂的首次充电比容量为159.5mAh/g，首次放电比容量为110.8mAh/g，其放电平台为4.74V，由此表明所得的锂离子电池正极材料磷酸钴锂具有高的能量密度，可以实现在动力电池领域的应用。
综上所述，通过本发明所描述的方法，合成了具有b轴取向的锂离子电池正极材料磷酸钴锂，同时通过磁场的定向排布作用，进一步减小了其锂离子扩散阻力，提高了其锂离子的扩散系数，进而提高其电化学性能，实现了能量密度的提高，使其可以在动力电池方面得到应用。
上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种片状锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)按照重量份数称取水合氢氧化锂、水合硫酸钴、磷酸、去离子水、蔗糖和乙二醇，上述原料的重量份数如下：
2)将水合硫酸钴和去离子水混合，制备得到酒红色的溶液；
3)然后在步骤2)的溶液中加入乙二醇后搅拌均匀；
4)将磷酸加到步骤3)的溶液中，搅拌均匀；
5)将水合氢氧化锂溶解到30～60％的去离子水中，然后加入到步骤4)中的溶液中；
6)将蔗糖加入到步骤5)的溶液中，搅拌混合均匀，再将浆料转入反应釜中，在180～220℃下反应4～24h。
7)将步骤6)中得到浆料洗涤、干燥后，即得到片状的锂离子电池正极材料磷酸钴锂。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为220℃，时间为4h。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为200℃，时间为8h。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为200℃，时间为12h。
5.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为220℃，时间为6h。
6.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为180℃，时间为16h。
7.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为200℃，时间为16.5h。
8.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为220℃，时间为8h。
9.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为180℃，时间为20h。
10.如权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料磷酸钴锂的制备方法，其特征在于：步骤6)所述反应温度为180℃，时间为24h。
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