[发明专利]一种高密度铝掺杂氧化钴的制备方法

说明书

本发明公开了一种高密度铝掺杂氧化钴的制备方法，该方法包括如下步骤：1)将钴盐溶液、碱液以及氧化剂加入反应釜中进行反应，当D50达到2.0～2.5μm后，向反应体系中加入铝钴溶液进行反应，当D50达到3.5～4.0μm后，停止加入铝钴溶液且保持其他条件不变继续反应直至D50达到所需粒径时，停止反应，获得含铝羟基氧化钴浆料；2)对上述含铝羟基氧化钴浆料进行陈化、脱水、洗涤、干燥，获得含铝羟基氧化钴粉末；3)对上述含铝羟基氧化钴粉末进行煅烧，获得目标物。通过采用本发明方法，能够使得掺杂铝元素完美地嵌入氧化钴晶格中，从而有效的提高了铝掺杂氧化钴的振实密度和均匀性，提高电池的循环性能和充放电性能。

技术领域

本发明属于氧化钴的制备技术领域，具体涉及一种高密度铝掺杂氧化钴的制备方法。

背景技术

作为新型能源的锂离子电池具有高能量、长寿命、低污染等优点，被广泛用于手机、计算机、电动车、国防等多种领域；3C电子产品要求轻便、小巧，相应的电池需要具备高能量密度，其中正极材料直接决定了最终锂离子电池的性能，而钴酸锂作为现在最主要的3C电子产品用正极材料，其能量密度在一定程度上决定了锂离子电池的能量密度；高电压钴酸锂具有高克容量的特性，相比常规钴酸锂具有更高的能量密度，是未来钴酸锂研究开发的主要方向。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种高密度铝掺杂氧化钴的制备方法，解决了现有技术制备得到的铝掺杂氧化钴中铝元素掺杂不均匀、振实密度低，从而导致制作成的电池的循环性能和充放电性能不佳的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种高密度铝掺杂氧化钴的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、将钴盐溶液、碱液以及氧化剂加入反应釜中进行共沉淀反应，当D50达到2.0～2.5μm后，向反应体系中加入铝钴溶液进行反应，当D50达到3.5～4.0μm后，停止加入铝钴溶液且保持其他条件不变继续反应直至D50达到所需粒径时，停止反应，获得含铝羟基氧化钴浆料；

步骤2、对步骤2获得的含铝羟基氧化钴浆料进行陈化、脱水、洗涤、干燥，获得含铝羟基氧化钴粉末；

步骤3、对步骤3获得的含铝羟基氧化钴粉末进行煅烧，获得高密度铝掺杂氧化钴。

优选地，所述步骤1中，当D50达到3.5～4.0μm后，停止加入铝钴溶液且保持其他条件不变继续反应直至D50达到所需粒径时，停止反应，具体方法为：

优选地，当D50达到3.5～4.0μm后，停止加入铝钴溶液且继续加入钴盐溶液，当所述反应釜内的液位到达溢流后，对溢流出的浆料进行浓密，上清液外排，并将浓浆返回至所述反应釜中继续反应，直至D50达到所需粒径时，停止反应。

优选地，所述步骤1中，所述钴盐溶液的进料速度为220～260L/h，所述碱液的进料速度为50～150L/h，所述氧化剂的进料速度为20～30L/h，所述进料时的搅拌速度为300～600rpm。

优选地，所述步骤1中，所述钴盐溶液中钴离子的浓度为120～140g/L，所述液碱的浓度为80～150g/L，所述氧化剂为空气、氧气或双氧水中的至少一种。

优选地，所述步骤1中，所述铝钴溶液中钴的浓度为120～140g/L，所述铝钴溶液中钴离子的浓度与铝离子的浓度之比为100:0.5～1。

优选地，所述钴盐溶液和铝钴溶液中均含有络合剂，所述钴盐溶液中钴离子的浓度与络合剂的浓度之比为0.04～0.1；所述铝钴溶液中钴离子的浓度与络合剂的浓度之比为0.04～0.1。

优选地，所述步骤1中，所述反应釜中含有pH值为9.0～11的底液。

优选地，所述步骤2中，所述洗涤采用80～90℃的去离子水进行洗涤，所述干燥的温度为120～180℃。