一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103178259A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103178259103178259A(43)申请公布日2013.06.26(21)申请号201310043179.4(22)申请日2013.02.04(71)申请人湖南桑顿新能源有限公司地址411100湖南省湘潭市九华经济区富洲路98号(72)发明人刘力玮商士波吴传勇其他发明人请求不公开姓名(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)H01M4/62(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法(57)摘要本发明公布了一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：将锰酸锂基体表面通过化学沉淀包覆Co(OH)2，其方法为将络合剂溶液、沉淀剂溶液与金属钴盐溶液一起并流加入调好锰酸锂LiMn2O4浆料的高速搅拌反应釜中，进行沉淀反应，待钴沉淀充分反应完毕后，对出料料浆固液分离干燥，在氧气气氛和强碱性环境下利用氧化炉对上述物料进行高温氧化，氧化反应完毕后对固体物料进行纯水洗涤，固液分离，干燥后得包覆羟基氧化钴的锰酸锂正极材料。本发明的方法具有设备要求低，流程简单，材料导电性好、循环寿命长、倍率性能好、容量高。CN103178259ACN10378259ACN103178259A权利要求书1/1页1.一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法，其特征是，具有以下步骤和过程，步骤一，包覆，（1）备料，备钴盐溶液，钴离子浓度为50～100g/L；备氨水溶液作为络合剂；备NaOH溶液作为沉淀剂；（2）调浆，在反应釜中加入锰酸锂调浆，形成固含量为150～200g/L的浆料；（3）沉淀反应，将络合剂氨水溶液、沉淀剂NaOH溶液与钴盐溶液并流加入已有浆料的反应釜中，加热、搅拌，反应完毕后，进行固液分离、干燥，得包覆Co(OH)2的锰酸锂；步骤二，氧化，将包覆Co(OH)2的锰酸锂材料在氧化炉中氧化，保持碱性环境和氧气环境，温度为80～95℃，后进行洗涤、固液分离、干燥，干燥温度为100～150℃，即得LiMn2O4·xCoOOH，式中x为摩尔数。2.根据权利要求1所述的一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，钴盐溶液包括钴的氯化盐、硫酸盐、硝酸盐水溶液。3.根据权利要求1所述的一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，所述LiMn2O4·xCoOOH摩尔数x值为1%～8%。4.根据权利要求1所述的一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，所述沉淀反应中，沉淀剂NaOH溶液浓度为2～4mol/L；氨水溶液为1～4mol/L，含1%～3%的水合肼；沉淀反应过程中，pH值在9.5～10.5，铵浓度为5～20g/L，沉淀反应温度控制在50～70℃，沉淀反应时间1～4h，搅拌转速为120～250r/min。5.根据权利要求1所述的一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤二的氧化过程中，氧化炉为内置加热器的双螺旋锥形混料机，容积为150～250L，碱性环境由NaOH+LiOH混合溶液提供，OH浓度为10～20mol/L，NaOH与LiOH摩尔比为1:1，NaOH+LiOH混合溶液温度为110～150℃，加入量为锰酸锂质量的2～8%，氧气流量为每公斤物料0.1～0.5L/min，氧化反应时间为0.2～1h；洗涤至洗水pH＜10，干燥后物料水分＜0.1%。2CN103178259A说明书1/4页一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种锰酸锂材料的包覆改性制备方法，尤其是包覆钴的锰酸锂LiMn2O4.·xCoOOH的制备方法。背景技术[0002]锂电池作为新一代的绿色环保电源，其具有高的能量密度、高的放电平台等优点，广泛用于手机、相机、笔记本电脑等3C及电动工具电子产品。随着锂电池的技术发展，要求其具有高能量、高功率及低成本等特点。锂电池的正极材料是锂电池的重要组成部分，是锂电池性能的主要影响因数，现在商业化的正极材料主要有LiCoO2、LiMn2O4、Li(NixCoyMnz)O2、Li(NixCoyALz)O2和LiFePO4，LiMn2O4价格最低，安全性也较高，普通的LiMnO4存在John-Teller效应和Mn溶出。[0003]对锰酸锂电池正极材料包覆改性的方法主要包括：包覆Al2O3、ZnO、TiO2、MgO、SnO2、CeO2和有机物包覆，其包覆后的材料电导率均较差，且需要高温处理，易与内部锰酸锂反应，正极材料容量有所降低。发明内容[0004]本发明所要解决的问题主要是提供一种包覆钴的锂离子电池正极材料制备方法，使正极材料的倍率性和循