[发明专利]一种四氧化三钴及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种四氧化三钴，其特征在于，所述四氧化三钴的掺Al质量百分比为0.8~5%，且Al在所述四氧化三钴中分布均匀，振实密度与粒度D50的比值至少为0.60 g/cm³·μm。

2.根据权利要求1所述的四氧化三钴，其特征在于，所述四氧化三钴的中间产物为羟基氧化钴，所述四氧化三钴和所述羟基氧化钴的一次颗粒均呈条块状，宽均在0.1~0.3μm之间，长均在0.3~1.5μm之间。

3.根据权利要求2所述的四氧化三钴，其特征在于，所述四氧化三钴和所述羟基氧化钴的粒度D50在2.5~5.0μm之间；粒度分布的Span值（D90-D10）/D50≤0.75。

4.根据权利要求2或3所述的四氧化三钴，其特征在于，所述四氧化三钴的比表面积为5~10m²/g，振实密度2.0~2.5g/cm³；所述羟基氧化钴的X射线衍射的（001）峰的半峰宽在0.2°~0.4°之间。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的四氧化三钴的制备方法，其特征在于，包括：

制备混合溶液：将可溶性钴盐与有机络合剂配制成第一混合溶液，所述有机络合剂为EDTA-2Na，将可溶性铝盐与强碱性溶液配制成第二混合溶液；

合成反应：在反应釜中加入所述有机络合剂和氢氧化钠溶液做反应底液，所述反应釜的温度为50~70℃，搅拌速度≥500r/min，调节所述反应底液的pH值为9.8~11.3；将所述第一混合溶液和所述第二混合溶液加入所述反应釜，同时加入氢氧化钠溶液和双氧水溶液，进行合成反应，得到羟基氧化钴，并检测羟基氧化钴粒度；

烧结：将达到目标粒度的羟基氧化钴烧结后得到四氧化三钴，所述烧结时间为6~12h，烧结温度为650~800℃。

6.根据权利要求5所述的四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述可溶性钴盐和所述可溶性铝盐包括硫酸盐、氯盐、硝酸盐中的任一种；所述第一混合溶液中钴离子浓度为0.5~2mol/L、有机络合剂浓度为0.5~1.5g/L；所述第二混合溶液中AlO₂^-离子浓度为2.4~10.9g/L、氢氧根离子浓度为0.5~2.5mol/L。

7.根据权利要求5所述的四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述羟基氧化钴的目标粒度D50为2.5~5.0μm。

8.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的四氧化三钴。