[发明专利]一种钴酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种钴酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：a)将包含锂源、钴前驱体、锰源及金属镍粉的原料均匀混合，得到一次混料，所述金属镍粉的D50为0.5μm‑20μm；b)所述一次混料在600℃‑800℃的第一温度平台下烧结5‑10小时后，在1000℃‑1100℃的第二温度平台下烧结5‑10小时，得到钴酸锂的一次烧结块料；c)将所述钴酸锂的一次烧结块料经破碎和过筛后，将所述钴酸锂的一次烧结料经破碎和过筛后，得到钴酸锂材料；d)所述钴酸锂材料经包覆后得到钴酸锂正极材料。本发明的方法能够制得稳定的Ni、Mn掺杂的层状高电压钴酸锂正极材料，Ni、Mn在钴酸锂晶体中掺杂均匀。

技术领域

本发明涉及一种锂电池正极材料的制备方法，特别是涉及一种钴酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着智能手机和平板电脑等智能终端发展越来越快，要求元器件向高性能、轻薄化方向发展，对锂离子电池的能量密度及其他性能都提出越来越高的要求。为了设计高能量密度的钴酸锂电池，提高钴酸锂的压实密度是有效途径之一，但目前钴酸锂的压实密度已经接近极限，较难再提高，因此最有效的方法是提高充电截止电压。提高充电截止电压可以使钴酸锂正极材料中释放出更多的Li⁺，从而提高材料的比容量，但是当钴酸锂材料中失去大量的Li⁺后，会导致钴酸锂材料的层状结构遭到破坏，使得材料失去活性；另一方面，高充电电压下，钴酸锂材料和电解液的副反应加剧，使得电池的安全性能受到极大的挑战。因此，制备高电压钴酸锂的方法仍需进一步改善。

中国发明专利申请CN107342414A公开了一种超高电压钴酸锂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将锂源、预掺杂有Ni元素的钴源、含有掺杂元素M的化合物混合均匀，经球磨、煅烧后得到中位粒径为12～18um的一次钴酸锂颗粒B；

(2)将锂源、预掺杂有Ni元素的钴源、含有掺杂元素M₁的化合物混合均匀，经球磨、煅烧后得到中位粒径为5～7um的一次钴酸锂颗粒B₁；

(3)将一次钴酸锂颗粒B和B₁按照质量比为7:3～9:1的比例混合，得到中间品C；

(4)将中间品C溶于去离子水中，并加入含有掺杂元素M₂的化合物和含有元素Co的化合物，搅拌30～60min后，置于烘箱中烘干，得到二次中间品D；

(5)将二次中间品D经球磨、煅烧、粉碎、过筛后得到最终的超高电压钴酸锂材料。

所述掺杂元素M、M1、M2均为Mn、Mg、Al、Ti、Zr、La中的一种或多种。

该方法中主要通过在钴酸锂中掺杂Ni、Mn元素来提高钴酸锂的通电截止电压，但需先在钴源中掺杂元素Ni，对前驱体的生产要求高，工艺较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种钴酸锂正极材料的制备方法，本发明的方法能够制得稳定的Ni、Mn掺杂的层状高电压钴酸锂正极材料，Ni、Mn在钴酸锂晶体中掺杂均匀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

a)将包含锂源、钴前驱体、锰源及金属镍粉的原料均匀混合，得到一次混料，所述金属镍粉的D50为0.5μm-20μm；

b)所述一次混料在600℃-800℃的第一温度平台下烧结5-10小时后，在1000℃-1100℃的第二温度平台下烧结5-10小时，得到钴酸锂的一次烧结料；

c)将所述钴酸锂的一次烧结料经破碎和过筛后，得到钴酸锂材料；

d)所述钴酸锂材料经包覆后得到钴酸锂正极材料。