[发明专利]一种铌改性钴酸锂正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种铌改性钴酸锂正极材料的制备方法，所述方法简单易操作，成本低，耗时短，所述方法在正极材料中掺杂Nb离子，对正极材料晶格中的Co离子位点进行同晶取代，改变晶格参数，获得电化学性能优良的正极材料；本发明碳硅包覆材料具有的多孔特性有利于电解液的吸收储存，并给硅材料充放电过程中体积膨胀提供空间，多孔硅尺寸纳米级，亦起到缓解硅颗粒体积效应作用，因此具有可逆容量高，循环性能好，倍率性能优异的优点。

主权项

一种铌改性钴酸锂正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备铌改性钴酸锂该铌改性钴酸锂的化学式为LiCo1‑x‑yFexNbyO2，其中：x=0.12‑0.15，y=0.02‑0.03，按照上述化学式中的Li、Fe、Nb、Co的摩尔量称取碳酸锂、乙酸铁、氧化铌和氧化钴，以适量的水和乙醇为分散介质，对称取的原料进行湿法球磨混料，得到混合好的浆料；将混合好的浆料进行喷雾干燥，得到钴酸锂前驱体粉；对前驱体粉在还原性气氛下施以等离子电弧，使反应粉料熔融，等离子电弧电压20‑40kV，等离子电弧电流500‑1000A；将熔融反应粉料用还原性气体喷射入冷却装置内，冷却后对颗粒粉碎筛分，筛分得到的颗粒大小为5‑10微米的铌改性正极钴酸锂材料；其中所述用于喷射的喷嘴直径2‑5mm；（2）制备碳硅包覆材料将微米硅、石蜡、淀粉、乙二醇按质量比（15‑35）：（30‑10）：（15‑25）：100比例混合后球磨为球磨混合物，对球磨混合物进行干燥造粒得到微米硅、石蜡、淀粉均匀分布的前驱体；将所得前驱体加热处理，使石蜡熔出，得到多孔结构的硅与碳源均匀分布的前驱体材料，所述前驱体加热处理控制加热处理温度为100‑150℃，处理时间为10‑15h；将所得前驱体材料，在惰性气氛保护下高温烧结，得到碳硅包覆材料；所述高温烧结是控制烧结温度为900‑1000℃，控制烧结时温度的升温速率为5‑15℃/min；烧结时间为10‑20h；（3）复合包覆将所述铌改性正极钴酸锂材料与所述碳硅包覆材料按照质量比(75‑50)：1在混料机中混合均匀；在大气条件下，将所述混合好的材料进行烧制，升温至860℃‑950℃，保温10‑15h，冷却后得到产品。