[发明专利]一种掺铝碳酸钴颗粒的制备方法

说明书

本发明提供了一种掺铝碳酸钴颗粒的制备方法，首先采用碱和铝钴盐溶液制备掺铝碳酸钴颗粒，然后对掺铝碳酸钴颗粒进行不含铝的钴盐的包覆，最后经后处理制得掺铝碳酸钴颗粒。本发明所述的掺铝碳酸钴颗粒的制备方法简单，通过包覆的方法有效降低了掺铝碳酸钴颗粒中铝元素的析出和聚集，使铝元素在产率碳酸钴颗粒中分布更均匀，且制得的掺铝碳酸钴颗粒球形度好，粒径分布均匀。

技术领域

本发明涉及一种前驱体的制备方法，具体涉及一种电池级四氧化三钴用碳酸钴前驱体的制备方法。

背景技术

钴酸锂(LiCoO₂)正极材料在便携式电子产品领域具有至关重要的作用，自1991年索尼公司首次用LiCoO₂为正极材料、石墨作为负极材料制备商用锂离子电池，锂离子电池便开始革新了便携式电子产品的面貌。特别是在高端电子产品领域，LiCoO₂因工作电压高、首次库伦效率高、循环稳定性能好、体积能量密度高等优点，目前在3C类消费电子产品仍然是最具竞争力的商用锂离子电池正极材料。

通过提高LiCoO₂的充电电压来获得更多的比容量，成为发展高能量密度锂离子电池的重要研究方向。在高电压钴酸锂材料的研制开发中，掺杂是四氧化三钴前驱体重要的关键技术之一，随着充电截止电压的不断提升，四氧化三钴在掺杂元素的种类与掺杂量方面的研究方兴未艾，如Al、Mg、Ti、Zr、La、Ce等。前驱体产品升级换代速度很快，高电压钴酸锂是在钴酸锂中掺入某些金属元素，提高钴酸锂在高电压下的晶体结构稳定性，因而掺杂后的钴酸锂在高电压下具有高的比容量和良好的循环性能，其中掺杂Al是研究开发重点。制备掺铝四氧化三钴，采用碳酸钴体系湿法掺铝存在的突出问题是，掺铝量越高，铝掺越不均匀，越容易在表面单独析出，华友钴业(田礼平等人)在专利CN108011101A中采用碳酸氢铵为洗涤剂，通过在洗涤水中引入碳酸根，抑制洗涤过程Al元素的水解析出。但碳酸氢铵的加入会增加产品的生产成本，并对环境产生不利影响。

发明内容

基于上述技术背景，本发明人进行了锐意进取，结果发现：采用碱和钴铝混合盐溶液进行掺铝碳酸钴前驱体的制备，待其粒径生长到一定程度，将钴铝混合盐溶液替换为钴盐继续进行制备，最后经后处理制得掺铝碳酸钴前驱体，本发明所述方法通过在掺铝碳酸钴颗粒表面进行不含铝的钴盐的包覆，有效防止制得前驱体中铝的单独析出和聚集，同时解决了粒径生长及粒度分布不均匀的问题，制得的掺铝碳酸钴前驱体颗粒球形度更好。

本发明提供了一种掺铝碳酸钴颗粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备掺铝碳酸钴颗粒；

步骤2、对步骤1制得的掺铝碳酸钴颗粒进行包覆；

步骤3、将步骤2制得的产物进行后处理。

本发明的第二方面在于提供一种根据本发明第一方面所述制备方法制得的掺铝碳酸钴颗粒。

本发明提供的掺铝碳酸钴颗粒的制备方法具有以下优势：

(1)本发明所述的制备方法解决了氢氧化物体系粒径生长及粒度分布不均匀的问题；

(2)本发明所述的制备方法针对碳酸钴体系掺铝容易掺杂不均匀的问题，从源头上解决该问题，在表面进行不含铝钴盐的包覆，防止铝化合物单独析出、聚集。

附图说明

图1示出本发明实施例4制得掺铝碳酸钴颗粒的高倍数扫描电镜照片；

图2示出本发明实施例4制得掺铝碳酸钴颗粒的扫描电镜照片。

具体实施方式

下面将对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

本发明的第一方面在于提供一种掺铝碳酸钴颗粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：