[发明专利]锂离子导体包覆锂离子电池钴酸锂正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种锂离子导体包覆锂离子电池钴酸锂高压正极材料的制备方法，属于新能源技术领域。本方法采用水热法包覆或采用常温搅拌法包覆，具体包括三个步骤：草酸盐前驱体的制备、氧化物包覆草酸盐前驱体的制备和锂离子导体包覆钴酸锂材料的制备。该方法能够改善包覆层与主相钴酸锂之间的结合强度，并且包覆层厚度均匀，使锂离子电池的倍率性能和循环稳定性获得显著改善，尤其是倍率性能。本发明方法合成工艺简单，生产效率高，适宜规模化生产。并且本方法具有反应物所需原料易得、无毒、成本低廉，生产过程无需特殊防护，反应条件容易控制，所得到的产物具有产量大、结果重复性好等优点。

主权项

1.一种锂离子导体包覆锂离子电池钴酸锂高压正极材料的制备方法，采用水热法包覆，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)草酸盐前驱体的制备：将钴的金属盐CoSO4、Co(NO3)2或CoCl2溶于50mL水中，使金属Co离子的摩尔浓度为1～3mol/L，得到金属离子混合溶液；配置摩尔浓度为1～3mol/L的H2C2O4溶液50mL，磁力搅拌下将上述H2C2O4溶液加入到上述金属离子混合溶液中，产生沉淀物，搅拌2小时后，离心分离，分别用去离子水及无水乙醇清洗沉淀物2次，将沉淀物置于80℃烘箱中干燥12小时，得到草酸盐前驱体，草酸盐前驱体的分子式为：CoC2O4·2H2O；(2)氧化物包覆草酸盐前驱体的制备：将上述步骤(1)得到的草酸盐前驱体500mg分散在10mL无水乙醇中，搅拌并超声分散10分钟，按照(Zr、Ti或Si)︰Co＝α︰100的摩尔比例，加入质量百分比浓度为10％wt的Zr(OC4H9)4、Ti(OC4H9)4或Si(OC2H5)4无水乙醇溶液，其中1≤α≤15，搅拌分散均匀，得到混合液，然后将该混合液转入彻底干燥的聚四氟乙烯内衬的水热釜中，在150～180℃下水热处理5～12小时，自然冷却后，离心洗涤，将离心洗涤得到的沉淀物在80℃下干燥12小时，得到相应的ZrO2、TiO2或SiO2的氧化物包覆草酸盐前驱体；(3)锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备：按照Li︰Co＝(105+2α)/100或者Li︰Co＝(105+4α)/100的摩尔比例，其中1≤α≤15，将上述步骤(2)制备的草酸盐前驱体与锂盐LiOH·H2O或Li2CO3研磨并混匀，置于马弗炉中，以3～5℃/min的升温速率，在700～1000℃下煅烧处理12～24小时，自然冷却至室温，得到相应的锂离子导体Li2ZrO3或Li4ZrO4、Li2TiO3或Li4TiO4以及Li2SiO3或Li4SiO4包覆钴酸锂电池钴酸锂高压正极材料。