[发明专利]一种锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备方法，所述方法简单易操作，成本低，耗时短，所述方法在正极材料中掺杂Nb离子，对正极材料晶格中的Co离子位点进行同晶取代，改变晶格参数，电化学性能优良；本发明将无机快锂离子导体前驱体溶液与锂离子电池正极材料在一定温度下混合均匀后，得到表面包覆快锂离子导体胶体的锂离子电池正极材料，将所述表面包覆快锂离子导体胶体的锂离子电池正极材料经热处理后，在正极颗粒表面形成一层均匀的包覆层，可以提升电极材料内部锂离子的传输活性，改善电解质与正极间的界面，提升电池的性能。 1

主权项

1.一种锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备铌改性钴酸锂

该铌改性钴酸锂的化学式为LiCo_1‑x‑yFe_xNb_yO₂，其中：x=0.12‑0.15，y=0.02‑0.03，按照上述化学式中的Li、Fe、Nb、Co的摩尔量称取碳酸锂、乙酸铁、氧化铌和氧化钴，以适量的水和乙醇为分散介质，对称取的原料进行湿法球磨混料，得到混合好的浆料；将混合好的浆料进行喷雾干燥，得到钴酸锂前驱体粉；

对前驱体粉在还原性气氛下施以等离子电弧，使反应粉料熔融，等离子电弧电压20‑40kV，等离子电弧电流500‑1000A；

将熔融反应粉料用还原性气体喷射入冷却装置内，冷却后对颗粒粉碎筛分，筛分得到的颗粒大小为5‑10微米的铌改性钴酸锂材料；其中所述用于喷射的喷嘴直径2‑5mm；

（2）制备锂离子导体的前驱体混合溶液

按照化学式Li₅La_3.5Zr_1.5O₁₀的配比，将硝酸锂、硝酸镧、硝酸锆加入混合容器中，加入适量乙二醇、草酸在室温下搅拌4‑6小时，得到锂离子导体的前驱体混合溶液；

（3）按照Li₅La_3.5Zr_1.5O₁₀与铌改性钴酸锂的质量比为1:150‑180，将上述铌改性钴酸锂材料加入到上述无机快锂离子导体Li₅La_3.5Zr_1.5O₁₀的前驱体溶液中，在室温下将两者混合均匀，并在超声分散机中超声2‑3h，将超声步骤与搅拌步骤交替重复进行，超声12‑15min，搅拌15‑20min，以保证两者材料的混合均匀度和材料间的分散性，得到混合溶液；

（4）将混合溶液置于65‑70℃下搅拌6‑8h，随着混合溶液中溶剂的挥发，得到逐渐变粘稠的类胶态物质，将此类胶态物质转进行干燥，待溶剂挥发完全后，将其转移至坩埚中在680‑720℃下进行热处理6‑8h，得到锂离子导体包覆钴酸锂正极材料。