CN1794498A - 一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料及其制备方法 - Google Patents

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孙琦
曾照强
杨世进
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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池用掺杂型大晶粒钴酸锂正极材料及其制备方法，属于电池材料技术领域。一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料，该材料是以Co3O4、Li2CO3、MgO为原料，所述原料的配方为：Co3O4为1份、Li2CO3为0.45～0.6份、MgO为0.004～0.1份，其比例关系为实际摩尔数之比。利用本发明的配方和制备方法制备的掺杂型大晶粒钴酸锂粉料，其平均晶粒度为6～8μm，容量高于145mAh，循环寿命长(＞500次)，安全性能好。本制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。

Description

一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料及其制备方法
                       技术领域
本发明涉及一种锂离子电池用掺杂型大晶粒钴酸锂正极材料及其制备方法，属于电池材料技术领域。
                       背景技术
钴酸锂物质由于其电化学性能好、使用寿命长，而成为目前广泛应用的锂离子电池正极材料。目前，商业化锂离子电池采用的正极材料是晶粒尺寸较小的LiCoO2。通常在钴酸锂材料的制备中采用的是化学计量比为Li∶Co＝1∶1，而制备出的LiCoO2晶粒尺寸较小，材料的性能如振实密度、电化学性能、电池的安全性等都不好，从而影响了锂离子电池的整体性能。
                       发明内容
本发明的目的就是为了克服和避免现有技术的不足，而提供一种价格低廉、性能优良、安全性好的锂离子电池用参杂型大晶粒钴酸锂正极材料。本发明所涉及的钴酸锂正极材料应为大晶粒，该材料的性能如振实密度、电化学性能、电池的安全性等都优于传统的材料性能。
本发明是采用以下措施来实现其目的的。
一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料，该材料是以Co3O4、Li2CO3、MgO为原料，所述原料的配方为：Co3O4为1份、Li2CO3为0.45～0.6份、MgO为0.004～0.1份，其比例关系为实际摩尔数之比。
本发明所涉及的一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料，其原料的配方还可以优选为：Co3O4为1份、Li2CO3为0.50～0.55份、MgO为0.05～0.1份，其比例关系为实际摩尔数之比。
本发明的另一目的是提供一种工艺简单、低成本，制备的粉料具有高容量、高振实密度的锂离子电池用参杂型大晶粒钴酸锂正极材料的制备方法。
一种制备本发明所述的锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料的方法，该方法依次按如下步骤进行：
(1)、分别按上述材料配方中所述的摩尔比例关系进行称量配料。
(2)、将所配制的粉料进行球磨混料10小时以上。
(3)、将混合好的料在350～900℃温度的空气气氛中煅烧10～30小时。
(4)、将上述煅烧后的料进行粉碎并分级，即得掺杂大晶粒钴酸锂粉料。
在上述步骤(3)中煅烧所需的空气气氛中应加入氮气。
在上述步骤(3)中煅烧温度优选为600～900℃。
在上述步骤(3)中煅烧温度最佳为800～900℃。
利用本发明的配方和制备方法制备的掺杂型大晶粒钴酸锂粉料，其平均晶粒度为6～8μm，容量高于145mAh，循环寿命长(＞500次)，安全性能好。本制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明
实施例1
(1)、称取粉状原料Li2CO3为34％wt，Co3O4为65％wt，MgO为1％wt进行配料。
(2)、将所配制的粉料进行球磨混料10小时以上。
(3)、将混合好的料在900℃，空气气氛中煅烧30小时。
(4)、将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得掺杂大晶粒钴酸锂粉料
实施例2
(1)、称取粉状原料Li2CO3为34.5％wt，Co3O4为65％wt，MgO为0.5％wt进行配料。
(2)、将所配制的粉料进行球磨混料20小时以上。
(3)、将混合好的料在850℃，空气气氛中煅烧20小时。
(4)、将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得掺杂大晶粒钴酸锂粉料
实施例3
(1)、称取粉状原料Li2CO3为34.25％wt，Co3O4为65％wt，MgO为0.25％wt进行配料。
(2)、将所配制的粉料进行球磨混料10小时以上。
(3)、将混合好的料在800℃，空气气氛中煅烧10小时。
(4)、将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得掺杂大晶粒钴酸锂粉料
本发明所涉及的一种锂离子电池用掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C正极材料及其制备方法，其更为详细的技术方案是：该材料以FeC2H4·H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、MgO、MnO2和环氧树脂胶为原料，所述材料的配方为：FeC2H4·H2O：1、Li2CO3：0.5、NH4H2PO4：1、MgO：0.05～0.1或MnO2：0.05～0.1其比例单位为实际摩尔数，制备工艺是进行配料、球磨混料、烘干、过筛；再分别在350℃和600℃～800℃氮气气氛中煅烧、保温，即得掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C正极材料。利用本发明的配方和制备方法制备的掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C粉料，平均晶粒度为小于100nm，容量高于150mAh，循环寿命长(＞2000次)。本发明所述制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。

Claims (6)

1、一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料，该材料是以Co3O4、Li2CO3、MgO为原料，其特征在于所述原料的配方为：Co3O4为1份、Li2CO3为0.45～0.6份、MgO为0.004～0.1份，其比例关系为实际摩尔数之比。
2、根据权利要求1所述的一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料，其特征在于所述原料的配方为：Co3O4为1份、Li2CO3为0.50～0.55份、MgO为0.05～0.1份，其比例关系为实际摩尔数之比。
3、一种制备如权利要求1或2所述的锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料的方法，其特征在于该方法依次按如下步骤进行：
(1)、分别按权利要求1或2所述的摩尔比例关系进行称量配料。
(2)、将所配制的粉料进行球磨混料10小时以上。
(3)、将混合好的料在350～900℃温度的空气气氛中煅烧10～30小时。
(4)、将上述煅烧后的料进行粉碎并分级，即得掺杂大晶粒钴酸锂粉料。
4、根据权利要求3所述的一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料的制备方法，其特征在于在步骤(3)所述的煅烧所需的空气气氛中应加入氮气。
5、根据权利要求3或4所述的一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料的制备方法，其特征在于在步骤(3)所述的煅烧温度为600～900℃。
6、根据权利要求5所述的一种锂电池用掺杂型大晶粒钴酸锂材料的制备方法，其特征在于在步骤(3)所述的煅烧温度为800～900℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102181840A (zh) * 2011-06-22 2011-09-14 苏州晶纯新材料有限公司 一种钴酸锂靶材及其制备方法
CN112909231A (zh) * 2021-01-19 2021-06-04 华东师范大学 一种掺杂包覆复合改性钴酸锂lcmo@bt及其制备方法和应用

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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