[发明专利]羟基氧化钴及其制备方法、钴酸锂、电极和锂离子电池

说明书

本发明提供一种羟基氧化钴及其制备方法、钴酸锂、电极和锂离子电池。羟基氧化钴的制备方法，包括：将原料混合，搅拌反应得到所述羟基氧化钴；所述原料包括钴盐溶液、掺杂溶液、碱溶液、氧化剂和络合剂。羟基氧化钴，使用所述的制备方法制得，羟基氧化钴呈花朵形。钴酸锂使用所述的羟基氧化钴制得。电极，使用钴酸锂制得。锂离子电池包括锂离子电池电极。本申请提供的制备方法制得的花朵形羟基氧化钴，具有发散形状，其比表面积较大，有利于增加电解质与电极的接触面积，进而提高电子的转移效率；其制得的电极具有很高的电容值、良好的电导性能和离子散射行为以及高循环稳定性和高充放电效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种羟基氧化钴及其制备方法、钴酸锂、电极和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池已广泛利用在各种移动设备上，特别是钴酸锂电池应用极为广泛，对电池的循环寿命、稳定性及安全性等性能要求也越来越高，因此对钴酸锂的应用也有着苛刻的要求。羟基氧化钴作为制备钴酸锂的原料之一，其形貌性能对最终钴酸锂的性能有着极为重要的影响。因此对羟基氧化钴的形貌控制是一种提升钴酸锂的性能的可控手段。

到目前为止，已经通过各种方法制备了多种形貌的羟基氧化钴，如纳米颗粒、球形等不同形貌大小的羟基氧化钴。目前制备的羟基氧化钴基本呈球状，该形状的前驱体重复性较好，比表较低，充放电性能不适合用于超级电容器。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种羟基氧化钴的制备方法，利用简单液相化学合成，控制材料的形貌和尺寸，合成花朵形状的羟基氧化钴。

本发明的第二目的在于提供一种羟基氧化钴，所述羟基氧化钴呈花朵形，具有发散形状，其比表面积较大，有利于增加电解质与电极的接触面积，进而提高电子的转移效率，具有更新颖的性能和广泛的应用。

本发明的第三目的在于提供一种钴酸锂，电学性能良好。

本发明的第四目的在于提供一种电极，具有很高的电容值、良好的电导性能和离子散射行为。

本发明的第五目的在于提供一种锂离子电池，具有高循环稳定性和高充放电效率。

为实现以上目的，本申请特采用以下技术方案：

一种羟基氧化钴的制备方法，包括：

将原料混合，搅拌反应得到所述羟基氧化钴；

所述原料包括钴盐溶液、掺杂溶液、碱溶液、氧化剂和络合剂；

所述掺杂溶液中的掺杂物质包括Ni盐、Ca盐、Zr盐、Al盐、Mg盐、Ti盐、Mn盐和Y盐中的一种或多种；

优选地，所述盐包括硫酸盐和/或氯化盐；

优选地，所述掺杂溶液的浓度为0.4-0.6g/L。

优选地，所述钴盐溶液包括氯化钴水溶液、硫酸钴水溶液和硝酸钴水溶液中的一种或多种；

优选地，所述钴盐溶液的浓度为70-160g/L；

优选地，所述碱溶液包括氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、氢氧化锂水溶液和氨水中的一种或多种。

优选地，所述氧化剂包括双氧水、次氯酸钠、高氯酸钠、过硫酸钠、过氧化钠、臭氧和氯气中的一种或多种；

优选地，所述钴盐与所述氧化剂的质量比为(10-15)：1；

优选地，所述络合剂包括乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸和氨基酸中的一种或多种；

优选地，所述钴盐与所述络合剂的质量比为(100-50)：1。