一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115745011A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211448144.4H01M4/525(2010.01)(22)申请日2022.11.18(71)申请人金川集团股份有限公司地址737103甘肃省金昌市金川路98号申请人兰州金川新材料科技股份有限公司(72)发明人郭燕平冯玉洁蒋晓锋彭正宇石秀龙姬正宙敬军臣杨家红张红霞薛杰琛(74)专利代理机构甘肃省知识产权事务中心代理有限公司62100专利代理师赵红红(51)Int.Cl.C01G51/04(2006.01)C01G51/00(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法，此方法通过以下步骤：（1）配制碳酸氢铵溶液作为底液；（2）向所述步骤1中的底液中先加入以柠檬酸为螯合剂的钴铝混合溶液进行共沉淀反应，当反应过程的pH降至7.0‑7.4时，开始并流加入碳酸氢铵溶液进行反应，并控制反应过程的pH在7.0‑7.4，制得碳酸钴浆料；（3）将所述步骤2的碳酸钴浆料进行洗涤、脱水。（4）将所述步骤3的碳酸钴粗品通过煅烧制得掺铝小粒度球形四氧化三钴产品。所述四氧化三钴产品一次颗粒均一性变好，一次颗粒结合紧密，表面结构强度变好。本发明制备工艺简单、易控制，便于产业化，具有推广应用价值。CN115745011ACN115745011A权利要求书1/1页1.一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、配制柠檬酸、钴铝混合溶液为A液，浓度为190‑240g/L的碳酸氢铵溶液为B液，并于反应釜中配制浓度小于B液的碳酸氢铵溶液为底液；所述A液中，钴浓度为100‑130g/L，铝浓度为0.65~1.51g/L；步骤2、先向步骤1所述底液中加入A液进行共沉淀反应，当反应体系的pH降至7.0‑7.4时，开始并流加入B液进行反应，控制反应过程的pH保持在7.0‑7.4，游离氨为3.5‑4.5g/L，当反应釜满后开启溢流，维持釜内液位，缓慢提浓；合成至碳酸钴颗粒的平均粒度D50为4.5μm时，停止进液，陈化0.5‑1h，制得碳酸钴浆料；步骤3、将步骤2所述碳酸钴浆料进行水洗、脱水，得到碳酸钴粗品；步骤4、将步骤3所述碳酸钴粗品通过煅烧制得掺铝小粒度球形四氧化三钴。2.根据权利要求1所述的一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述底液的配制方法为：在反应釜中依次加入纯水和碳酸氢铵晶体，在10‑40min内升温至40‑45℃，pH为7.9‑8.3，即得底液。3.根据权利要求2所述的一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述底液与反应釜的体积比为0.2‑0.9:1，底液中碳酸氢铵溶度为130‑200g/L。4.根据权利要求1‑3任一项所述的一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述柠檬酸的浓度为0.3‑0.5mol/L。5.根据权利要求4所述的一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述碳酸钴浆料水洗温度为65℃~75℃。2CN115745011A说明书1/3页一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法技术领域[0001]本发明属于锂电池正极材料技术领域，具体涉及一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧化三钴的制备方法。背景技术[0002]四氧化三钴是制备钴酸锂的主要原材料，主要应用于3C电子产品领域。随着3C电池产品趋于“轻薄化、耐用化”，更新换代越发频繁，对锂离子电池能量密度提出更高要求，现主要通过提高截止电压来提高钴酸锂电池的能量密度，截止电压由传统的4.2V电压发展至今的4.35V、4.45V，甚至4.48V、4.5V，作为钴酸锂的原材料四氧化三钴，显得尤为重要。主流产品规格由纯相四氧化三钴发展为多规格掺杂四氧化三钴，使得电压平台从最初4.2V逐步过渡到目前的4.45V及更高的电压平台。[0003]在四氧化三钴的湿法合成中，随着掺铝量的提高，碳酸钴掺杂元素分布不均匀现象加剧，形貌会出现丝状结构，导致碳酸钴颗粒表面间隙增大，颗粒内部空隙增多，引起产品振实密度的降低；其次煅烧后的四氧化三钴表面一次颗粒之间间隙变大，粘结性变差，从而导致四氧化三钴产品表面结构强度变差，在混料过程中颗粒出现掉粉甚至破碎的现象，从而无法应用于4.48V以上高电压钴酸锂的制备。发明内容[0004]基于以上所述，本发明的目的是提供一种高电压钴酸锂用掺铝小粒度球形四氧