一种用于锂电池正极材料制作的方法与流程

文档序号:30134646发布日期:2022-05-21 00:20阅读:197来源:国知局

1.本发明属于电极材料领域,尤其涉及一种用于锂电池正极材料制作的方法。


背景技术:

2.锂钴氧化物是现阶段商品化锂离子电池中应用最成功、最广泛的正极材料。其在可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定方面是比较好的。
3.licoo2属于α-nafeo2型结构,它具有二维层状结构,适合锂离子的脱嵌,其理论容量为274mah/g,但在实际应用中,由于结构稳定性的限制,最多只能把晶格中的一半li+脱出,因此实际比容量约为140mah/g左右,其
4.平均工作电压高达3.7v。因其容易制备,具有电化学性能高,循环性能好、性能稳定和充放电性能优良等优点,成为最早大规模商业化应用于锂离子电池的正极材料,目前商品化锂离子电池70%以上仍然采用钴酸锂作为其正极材料。
5.licoo2一般采用高温固相法制备,该种方法工艺简单、容易操作、适宜于工业化生产,但是也存在着以下缺点:反应物难以混合均匀,需要较高的反应温度和较长的反应时间,能耗大,产物颗粒较大,形貌不规则,均匀性差,并且难以控制,从而导致电化学性能重现性差。为了克服固相反应的缺点,溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、模板法等方法被用来制备licoo2,这些方法的优点是可以使li+和co2+之间充分接触,基本达到原子水平的混合,容易控制产物的粒径和组成。但是这类制备方法工序比较繁琐,工艺流程复杂,成本高,不适用于工业化生产。
6.正极材料licoo,有两种晶体结构:层状结构和尖晶石结构。常被用作锂离子电池正极材料的licoo2为层状结构。层状licoo,的合成方法一.般为高温固相合成。在固相反应中,一定温度下反应离子和原子会通过反应物、中间体发生迁移从而逐渐生成热力学稳定的固相粉末。


技术实现要素:

7.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于锂电池正极材料制作的方法。
8.本发明所解决的技术问题在于提供本发明的的目的可以通过以下技术方案来实现:
9.一种用于锂电池正极材料制作的方法,包括以下步骤:
10.1.前驱体的制备:
11.按化学计量比li:co=1:1称取碳酸锂和碳酸钴放入研钵中,其中碳酸锂和碳酸钴的化学计量比为1:2,研磨混合均匀,将研磨所得混合物收集到坩埚中;
12.2.样品的高温合成:
13.将混合物坩埚放入高温反应釜中,在高温不低于5000度,加热分解至少6h,冷却至室温并再次充分研磨成无定型晶体结构;将再一次研磨的licoo2无定型晶体结构加入到醇
类溶剂中,加入磁子在高温下进行搅拌溶解,将溶液过滤得到澄清溶液,放入4度温度下静置12h,得到析出的晶体经x射线衍射为层状licoo2晶体。
14.本发明的有益效果:
15.此结构简单,得到的层状材料纯度高。
具体实施方式
16.本发明的技术方案作进一步的描述:
17.本实验中采用碳酸钴和碳酸锂作为原材料,通过常用的高温固相反应制备层状licoo,粉体。
18.反应方程式如下:
19.4coco3+2li2co.+o2=4licoo2+6co2。
20.制备方法如下:
21.1.前驱体的制备
22.按化学计量比li:co=1:1称取碳酸锂和碳酸钴放入研钵中,其中碳酸锂和碳酸钴的化学计量比为1:2,研磨混合均匀,将研磨所得混合物收集到坩埚中;
23.2.样品的高温合成
24.将混合物坩埚放入高温反应釜中,在高温不低于5000度,加热分解至少6h,冷却至室温并再次充分研磨成无定型晶体结构;将再一次研磨的licoo2无定型晶体结构加入到醇类溶剂中,加入磁子在高温下进行搅拌溶解,将溶液过滤得到澄清溶液,放入4度温度下静置12h,得到析出的晶体经x射线衍射为层状licoo2晶体。
25.最后应说明的是:
26.本领域技术人员可以参考本文内容,实施该方法,实现其应用,特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明内。本发明的方法及应用己经通过较佳的实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文制各方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
27.以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围,而所附权利要求意在涵盖落入本发明精神和范围中的这些修改或者等同替换。


技术特征:
1.一种用于锂电池正极材料制作的方法,其特征在于:包括以下步骤:1.前驱体的制备:按化学计量比li:co=1:1称取碳酸锂和碳酸钴放入研钵中,其中碳酸锂和碳酸钴的化学计量比为1:2,研磨混合均匀,将研磨所得混合物收集到坩埚中;2.样品的高温合成:将混合物坩埚放入高温反应釜中,在高温不低于5000度,加热分解至少6h,冷却至室温并再次充分研磨成无定型晶体结构;将再一次研磨的licoo2无定型晶体结构加入到醇类溶剂中,加入磁子在高温下进行搅拌溶解,将溶液过滤得到澄清溶液,放入4度温度下静置12h,得到析出的晶体经x射线衍射为层状licoo2晶体。

技术总结
本发明公开了一种用于锂电池正极材料制作的方法,包括以下步骤:1.前驱体的制备:按化学计量比Li:Co=1:1称取碳酸锂和碳酸钴放入研钵中,其中碳酸锂和碳酸钴的化学计量比为1:2,研磨混合均匀,将研磨所得混合物收集到坩埚中;2.样品的高温合成:将混合物坩埚放入高温反应釜中,在高温不低于5000度,加热分解至少6h,冷却至室温并再次充分研磨成无定型晶体结构;将再一次研磨的LiCoO2无定型晶体结构加入到醇类溶剂中,加入磁子在高温下进行搅拌溶解,将溶液过滤得到澄清溶液,放入4度温度下静置12h,得到析出的晶体经X射线衍射为层状LiCoO2晶体,此结构简单,得到的层状材料纯度高。高。


技术研发人员:刘春光
受保护的技术使用者:无锡市恒光粉体设备有限公司
技术研发日:2020.11.18
技术公布日:2022/5/20
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