[发明专利]一种层状钴酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种层状钴酸锂正极材料的制备方法，该方法为：首先，将去离子水、氨水以及液碱加入反应釜，配制底液；然后将氯化钴、氯化锂、氨水和液碱加入反应釜，调整进料速度以控制反应，待反应釜中的固含量达到一定值，停止进料，获得反应浆液；最后，将反应浆液陈化、离心洗涤和干燥，获得层状钴酸锂正极材料；本发明通过液相合成直接获得层状钴酸锂正极材料，该材料由于特殊的层状结构，有利于锂离子的脱嵌，从而提高材料的比容量、倍率性能以及循环性能；该制备方法直接一步液相合成得到层状钴酸锂正极材料，极大的缩短了合成步骤，将大大降低合成效率、合成成本，减少高温所需设备的投入。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料制备技术领域，具体涉及一种层状钴酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度高、功率密度大、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等特点，在移动通信设备如移动电话、移动摄像机、笔记本电脑、手机等各种电子产品中得到广泛应用，同时也是未来电动汽车的供能系统中强有力的候选者。

现有技术中，钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势，最先实现商业化，具有放电电压高、充放电电压平稳、比能量高等优点，在小型消费类电池领域中具有重要的应用；但是，目前一般选择球形氧化钴前驱体作为原料，混锂煅烧，得到钴酸锂，这种制备方法需要高温煅烧，能耗大，成本高，生产时间长。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种层状钴酸锂正极材料的制备方法。

本发明提供一种层状钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：

步骤1，将去离子水、氨水以及液碱加入反应釜，然后向反应釜通入氧气并搅拌，获得底液；

步骤2，将配制好的氯化钴和氯化锂加入反应釜，同时向反应釜中加入氨水和液碱，调整氯化钴和氯化锂的进料速度以控制反应，待反应釜中的固含量达到100～300g/L，停止进料，获得反应浆液；

步骤3，将所述步骤2获得的反应浆液进行陈化，然后离心洗涤，最后干燥，获得层状钴酸锂正极材料。

上述方案中，所述步骤1中去离子水的加入量为3～4m³。

上述方案中，所述步骤1中通入氧气的流量为1～3m³/h。。

上述方案中，所述步骤1中搅拌速度为150～350rpm，搅拌时间为2～10h。

上述方案中，所述步骤1和步骤2中的去离子水中的氨水的含量均保持为1～5g/L。

上述方案中，所述步骤1和步骤2的反应过程中的pH值均保持为8～11。

上述方案中，所述步骤2中氯化钴的浓度为80～120g/L，所述氯化钴的进料速度为20～100L/h。

上述方案中，所述步骤2中氯化锂的浓度为80～120g/L，所述氯化锂的进料速度为20～100L/h。

上述方案中，所述步骤3中陈化时间为1～10h。

上述方案中，所述步骤3中洗涤温度为50～80℃，干燥温度为100～150℃。

与现有技术相比，本发明提出了一种层状钴酸锂正极材料的制备方法，该方法为：首先，将去离子水、氨水以及液碱加入反应釜，配制底液；然后将氯化钴、氯化锂、氨水和液碱加入反应釜，调整进料速度以控制反应，待反应釜中的固含量达到一定值，停止进料，获得反应浆液；最后，将反应浆液陈化、离心洗涤和干燥，获得层状钴酸锂正极材料；本发明通过液相合成直接获得层状钴酸锂正极材料，该材料由于特殊的层状结构，有利于锂离子的脱嵌，从而提高材料的比容量、倍率性能以及循环性能；该制备方法直接一步液相合成得到层状钴酸锂正极材料，极大的缩短了合成步骤，将大大降低合成效率、合成成本，减少高温所需设备的投入。