CN1595681A - 活性钴酸锂的制备方法 - Google Patents

活性钴酸锂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1595681A
CN1595681A CNA2004100208701A CN200410020870A CN1595681A CN 1595681 A CN1595681 A CN 1595681A CN A2004100208701 A CNA2004100208701 A CN A2004100208701A CN 200410020870 A CN200410020870 A CN 200410020870A CN 1595681 A CN1595681 A CN 1595681A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cobalt salt
active lithium
calcining
lithium cobaltate
cobalt
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.)
Granted
Application number
CNA2004100208701A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100420072C (zh
Inventor
谢正滨
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.)
HIGH-TECH DEVELOPMENT Co Ltd SUNNY GROUP
Original Assignee
HIGH-TECH DEVELOPMENT Co Ltd SUNNY GROUP
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 HIGH-TECH DEVELOPMENT Co Ltd SUNNY GROUP filed Critical HIGH-TECH DEVELOPMENT Co Ltd SUNNY GROUP
Priority to CNB2004100208701A priority Critical patent/CN100420072C/zh
Publication of CN1595681A publication Critical patent/CN1595681A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100420072C publication Critical patent/CN100420072C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related 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
    • H01M4/48—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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开一种活性钴酸锂的制备方法，其特征是包括以下步骤：以原生钴矿石为原料，制取高纯钴盐溶液；在弱氧化气氛下，将浓度为40～70g/l的高纯钴盐溶液与浓度为60～200g/l的沉淀剂混合反应，反应温度为40～80℃，反应时间5～60分钟，反应后pH值为7.2～9.5，过滤、洗涤、干燥得电池级钴盐；在弱氧化气氛下，以400～830℃煅烧电池级钴盐2～7小时，经粉碎制得微米或纳米级四氧化三钴；将粉碎的微米电池级碳酸锂与微米或纳米级四氧化三钴按1.00～1.04∶1摩尔比称量配比后混合，在弱氧化气氛下，以450～ 950℃煅烧10～20小时，粉碎、分级制得成品。按本发明制得的材料，除化学性能、物力性能优越外，还具有优异的电化学性能。

Description

活性钴酸锂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种活性高的锂离子电池正极材料的制备方法，属于化工、材料、电化学和能源研究应用领域。
背景技术：
锂离子电池是近年来开发的新一代可充电电池，在手机、笔记本电脑等诸多领域有着广泛的用途，而锂离子电池正极材料质量的优劣在很大程度上决定了锂离子电池的性能，目前性能优越的锂离子电池主要选择钴酸锂作为正极材料。制备钴酸锂的方法很多，一种是用金属钴片制备钴酸锂，由于钴片存在着使用回收钴料加工而成的可能性，故难以确保钴酸锂的高活性；另一种是用浸取、萃取、反萃等一系列工艺从矿石中制取高纯钴盐溶液，然后再用常规的化学沉淀法制钴盐，难以保证其晶形结构适合需要；不注重用合适的气氛和保护气体来控制四氧化三钴和钴酸锂的结晶形成，因此则无法获得化学性能、物理性能和电化学性能皆优的产品。
发明内容：
本发明的目的是提供一种质量稳定可靠，工艺相对简单，制造成本也相对较低的高活性钴酸锂的制备方法。
本发明的技术解决方案是：一种活性钴酸锂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
a.以原生钴矿石为原料，制取高纯钴盐溶液；
b.在弱氧化气氛下，将浓度为40～70g/l的高纯钴盐溶液与浓度为60～200g/l的沉淀剂混合反应，反应温度为40～80℃，反应时间5～60分钟，反应后PH值为7.2～9.5，过滤、洗涤、干燥得电池级钴盐；
c.在弱氧化气氛下，以400～830℃煅烧电池级钴盐2～7小时，经粉碎制得微米或纳米级四氧化三钴；
d.将粉碎的微米电池级碳酸锂与微米或纳米级四氧化三钴按1.00～1.04∶1摩尔比称量配比后混合，在弱氧化气氛下，以450～950℃煅烧10～20小时，粉碎、分级制得成品。
所述的在弱氧化气氛下为在充入氮气或二氧化碳的气氛下。
所述c步骤的煅烧为将料置于网带电加热煅烧炉的网带上，料层厚度10～50mm。
所述c步骤煅烧的升温速度为10～15℃/min，降温速度为5～10℃/min。
所述d步骤的煅烧为将料置于网带电加热煅烧炉的网带上，料层厚度20～60mm。
所述d步骤煅烧的升温速度为5～10℃/min，降温速度为10～15℃/min。
所述的高纯钴盐溶液为硝酸钴或氯化钴。
所述的沉淀剂为碳酸钠或碳酸氢钠或氢氧化钠或碳酸氢铵。
按本发明制备的活性钴酸锂，其化学性能优越，主品位含量严格控制在规定的范围内，杂质含量以百万分之几计；其物理性能稳定，松装密度、振实密度、粒度分布可适合任何一类锂离子电池正极材料的要求；其晶形结构非常有利于锂离子的进入和脱嵌，因而除具有优越的化学性能和物理性能外，更具有卓越的电化学性能。其表现在晶形结构好，均匀无杂相，离子排布均匀，离散度小，结晶化度高，比容量高，能量密度大，循环性能好，其充放电循环前15次放电平均比容量达142mAh/g，平均衰减率小于0.1％，循环寿命大于600次。
具体实施方式：
实施例1：
a.制取高纯度钴盐
选择原生钴矿石为原料，通过现有的浸取、萃取脱杂、反萃等一系列工艺过程，获得高纯钴盐溶液。反萃剂可以是硝酸或盐酸，因此该钴盐溶液可以是硝酸钴，或者是氯化钴。
b.制备电池级钴盐
将a步骤所得的高纯度钴盐浓度控制为40～70g/L，沉淀剂浓度60～200g/L，加热高纯度钴盐或加热沉淀剂，使其反应温度40～80℃。将高纯度钴盐以分散细流的方式喷入反应釜与沉淀剂反应，反应时间在5～60min内使PH值为7.2～9.5。反应前应向反应釜中充入氮气或二氧化碳等保护剂，使反应气氛为弱氧化气氛。沉淀剂可以是碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、氨水(络合剂)，也可以是碳酸氢铵。反应时可以将钴盐溶液加入到沉淀剂中，也可以将沉淀剂加入到钴盐溶液中。反应结束后，经过滤、洗涤、干燥及即制得电池级钴盐。电池级碳酸钴是低结晶度的碱式碳酸钴，电池级氢氧化钴是稳定的二价钴盐。
如果高纯度钴盐为氯化钴，沉淀剂是碳酸纳，该步骤反应方程式如下：
c.制备微米或纳米级四氧化三钴
在弱氧化气氛下(具有氮气或二氧化碳)，将上述步骤获得的电池级钴盐置入煅烧炉内，以400～830℃煅烧电池级钴盐2～7小时，经粉碎制得微米或纳米级四氧化三钴。反应方程式如下：
d.制备活性钴酸锂
将平均粒径2um左右的碳酸锂和平均粒径2um左右的四氧化三钴，按照Li∶Co＝1.00～1.04∶1(摩尔比)称量配比，经过湿式混合或干式无重力混合，制得混合料，在电加热煅烧炉弱氧化气氛下对混合料进行煅烧。煅烧温度为450～950℃，煅烧10～20小时，粉碎、分级制得成品。反应方程式如下：
实施例2：
a.b步骤同实施例1，c步骤的煅烧为将料置于网带电加热煅烧炉的网带上，料层厚度10～50mm。
所述d步骤的煅烧为将料置于网带电加热煅烧炉的网带上，料层厚度20～60mm。
实施例3：
其它同实施例2，只是使用网带电加热煅烧炉，为确保产品质量，应控制升温、保温和降温的稳定性和均匀性。所述c步骤煅烧的升温速度为10～15℃/min，降温速度为5～10℃/min。所述d步骤煅烧的升温速度为5～10℃/min，降温速度为10～15℃/min。

Claims (8)

1.一种活性钴酸锂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
a.以原生钴矿石为原料，制取高纯钴盐溶液；
b.在弱氧化气氛下，将浓度为40～70g/l的高纯钴盐溶液与浓度为60～200g/l的沉淀剂混合反应，反应温度为40～80℃，反应时间5～60分钟，反应后PH值为7.2～9.5，过滤、洗涤、干燥得电池级钴盐；
c.在弱氧化气氛下，以400～830℃煅烧电池级钴盐2～7小时，经粉碎制得微米或纳米级四氧化三钴；
d.将粉碎的微米电池级碳酸锂与微米或纳米级四氧化三钴按1.00～1.04∶1摩尔比称量配比后混合，在弱氧化气氛下，以450～950℃煅烧10～20小时，粉碎、分级制得成品。
2.根据权利要求1所述的活性钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述的在弱氧化气氛下为在充入氮气或二氧化碳的气氛下。
3.根据权利要求1或2所述的活性钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述c步骤的煅烧为将料置于网带电加热煅烧炉的网带上，料层厚度10～50mm。
4.根据权利要求3所述的活性钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述c步骤煅烧的升温速度为10～15℃/min，降温速度为5～10℃/min。
5.根据权利要求1或2所述的活性钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述d步骤的煅烧为将料置于网带电加热煅烧炉的网带上，料层厚度20～60mm。
6.根据权利要求5所述的活性钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述d步骤煅烧的升温速度为5～10℃/min，降温速度为10～15℃/min。
7.根据权利要求1或2所述的活性钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述的高纯钴盐溶液为硝酸钴或氯化钴。
8.根据权利要求1或2所述的活性钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述的沉淀剂为碳酸钠或碳酸氢钠或氢氧化钠或碳酸氢铵。
CNB2004100208701A 2004-06-29 2004-06-29 活性钴酸锂的制备方法 Expired - Fee Related CN100420072C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100208701A CN100420072C (zh) 2004-06-29 2004-06-29 活性钴酸锂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100208701A CN100420072C (zh) 2004-06-29 2004-06-29 活性钴酸锂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1595681A true CN1595681A (zh) 2005-03-16
CN100420072C CN100420072C (zh) 2008-09-17

Family

ID=34663263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100208701A Expired - Fee Related CN100420072C (zh) 2004-06-29 2004-06-29 活性钴酸锂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100420072C (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322614C (zh) * 2005-07-08 2007-06-20 清华大学 锂离子电池用正极材料大晶粒LiCoO2及其制备方法
CN101800308A (zh) * 2010-04-01 2010-08-11 无锡万达金属粉末有限公司 制备细晶聚合、多孔球形锂钴镍锰氧的方法
CN102583585A (zh) * 2012-01-09 2012-07-18 安徽亚兰德新能源材料股份有限公司 一种掺杂Ti、Mg、Al的球形钴酸锂的制备工艺
CN112794369A (zh) * 2021-01-12 2021-05-14 广东邦普循环科技有限公司 纳米钴酸锂正极材料的制备方法及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1228871C (zh) * 2001-02-08 2005-11-23 余姚市金和实业有限公司 由钴片制备高结晶度钴酸锂的方法
CN100488882C (zh) * 2002-09-27 2009-05-20 北京圣比和科技有限公司 锂离子电池用正极材料二次球钴酸锂的制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322614C (zh) * 2005-07-08 2007-06-20 清华大学 锂离子电池用正极材料大晶粒LiCoO2及其制备方法
CN101800308A (zh) * 2010-04-01 2010-08-11 无锡万达金属粉末有限公司 制备细晶聚合、多孔球形锂钴镍锰氧的方法
CN102583585A (zh) * 2012-01-09 2012-07-18 安徽亚兰德新能源材料股份有限公司 一种掺杂Ti、Mg、Al的球形钴酸锂的制备工艺
CN112794369A (zh) * 2021-01-12 2021-05-14 广东邦普循环科技有限公司 纳米钴酸锂正极材料的制备方法及其应用
WO2022151977A1 (zh) * 2021-01-12 2022-07-21 广东邦普循环科技有限公司 纳米钴酸锂正极材料的制备方法及其应用
CN112794369B (zh) * 2021-01-12 2023-03-10 广东邦普循环科技有限公司 纳米钴酸锂正极材料的制备方法及其应用
GB2618229A (en) * 2021-01-12 2023-11-01 Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd Preparation method for nanosized lithium colbolt oxide cathode material and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN100420072C (zh) 2008-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110371943B (zh) 一种镍钴锰酸锂和磷酸铁锂混合废料的选择性回收工艺
CN111276688B (zh) 一种铈锆共掺杂多孔结构正极材料及其制备方法
CN101928042A (zh) 一种尖晶石型锂离子筛及其前躯体LiMn2O4的制备方法
CN111048862B (zh) 一种高效回收锂离子电池正负极材料为超级电容器电极材料的方法
CN102208607A (zh) 一种锂过量层状氧化物正极材料的合成及其表面改性方法
CN109179516B (zh) 掺铝小颗粒球形四氧化三钴以及其制备方法
CN109103446B (zh) 氧化硅包覆高镍前驱体、改性高镍材料及其制备方法
CN1376638A (zh) 四氧化三钴的制造方法
CN112723427A (zh) 一种三元正极前驱体及其制备方法和用途
CN1741302A (zh) 含锂锰复合氧化物的正极多元活性材料的制备方法
CN115676797B (zh) 一种磷酸锰铁锂材料、制备方法及其应用
CN1649189A (zh) 含金属导电剂的碳包覆磷酸亚铁锂复合材料的制备方法
CN114804220B (zh) 一种多孔隙球形钴氧化物颗粒及其制备方法
JPH111324A (ja) 板状水酸化ニッケル粒子、その製造方法及びこれを原料とするリチウム・ニッケル複合酸化物粒子の製造方法
CN103165877B (zh) 一种锂电池负极材料的制备方法及其用途
CN109671937B (zh) 一种过渡型金属氧化物/石墨烯复合材料的原位合成方法
CN117276551B (zh) 一种钠电层状氧化物正极材料及其制备方法与钠离子电池
CN116354409A (zh) 一种超高bet高镍三元前驱体及其连续制备方法
CN1595681A (zh) 活性钴酸锂的制备方法
CN112174213B (zh) 一种分散型球状氧化锰材料的制备及其在锌电池中应用
CN117602603A (zh) 纳米磷酸铁及其制备方法、纳米磷酸铁锂正极材料及其制备方法和应用
CN105271443A (zh) 一种辅助微波加热制备纳米片状CoO、Co3O4的方法
CN1562771A (zh) 球形锰酸锂及制备方法
CN109012564B (zh) 一种制备锂离子筛吸附剂的方法
CN111498915A (zh) 正极材料及其制备方法和锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080917

Termination date: 20110629