本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及于電池的正極材料，具體涉及一種大粒度鈷酸鋰正極材料的制備方法。

背景技術(shù)：

鈷酸鋰電極材料具有較高的比容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性能，是目前廣泛應(yīng)用于3C領(lǐng)域的正極材料，隨著3C電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，制造廠商不斷對(duì)鈷酸鋰正極材料的加工性能和電化學(xué)性能提出更高的要求。

常規(guī)鈷酸鋰粒度（D50）為10um左右，鈷酸鋰的表面活性較大而使鋰離子電池的安全性較差；并且振實(shí)密度較?。ǎ?.5 g/cm³），難以提高鋰離子電池的體積比容量。大粒度鈷酸鋰即D50＞10微米和振實(shí)密度＞2.5g/cm³，材料的比表面積較小，振實(shí)變大，使得正極材料與電解液接觸面積減小而副反應(yīng)變少，電池的安全性、能量密度和壽命得到提高，因此，大粒度鈷酸鋰的開發(fā)將成為鈷酸鋰發(fā)展的一種趨勢(shì)。

目前，為了提高鈷酸鋰的中位徑，報(bào)道的方法有： 1）提高鋰鈷比或者增加燒結(jié)次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣造成材料的比容量變低，能耗增大；2）引入晶種法，例如中國(guó)專利 CN01123431.8，一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法，雖然可以起到一定的作用，但是引入的晶種較多；3）高溫固相和壓煮液相相結(jié)合的方法，例如中國(guó)專利CN201210365481.7，包覆型鈷酸鋰正極材料的制備方法，該方法提高了鈷酸鋰的中位徑，但是條件苛刻，不易產(chǎn)業(yè)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種大粒度鈷酸鋰正極材料的制備方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種大粒度鈷酸鋰正極材料的制備方法，包括以下步驟：

A.制備合成物料A：將鋰鹽、四氧化三鈷、M金屬鹽，按鋰、鈷、M金屬摩爾質(zhì)量比為1.0-1.08：1：0.001-0.1比例混合，在空氣氣氛下煅燒溫度為700～1000℃下，合成6～24小時(shí)，得合成物料A；

B. 鈷酸鋰粗料：對(duì)合成物料A及其中的團(tuán)聚物進(jìn)行破碎，得鈷酸鋰粗產(chǎn)品，將鈷酸鋰粗產(chǎn)品與去離子水按照重量比1：4-8混合進(jìn)行洗滌，然后在80～150℃干燥24小時(shí)，得到鈷酸鋰粗料；

C.制備大粒度鈷酸鋰正極材料：將步驟B得到的鈷酸鋰粗料在800～1000℃下煅燒4-8小時(shí)，得合成物料B，對(duì)合成物料B及其中的團(tuán)聚物破碎，既得中位徑D50：14.4-17.5μm大粒度鈷酸鋰正極材料。

進(jìn)一步的，所述步驟A中的四氧化三鈷的中位徑為15～20um。

進(jìn)一步的，所述步驟A中鋰鹽是碳酸鋰、氫氧化鋰中的任意一種或兩者的混合物。

進(jìn)一步的，所述步驟A中的M金屬鹽為Ti、Mg、Cr、Al、V、Zr的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽或者其氧化物中的任意一種或者任意兩種的組合。

優(yōu)選的，所述步驟B中的鈷酸鋰粗產(chǎn)品與去離子水的重量比為1:4。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明采取大粒度氧化鈷為前驅(qū)體，利用前驅(qū)體的繼承性合成出大粒度鈷酸鋰產(chǎn)品，這樣降低了小粒度鈷酸鋰煅燒成大粒度鈷酸鋰過(guò)程中所需的能量；其次是采用水洗，將一次煅燒后產(chǎn)品表面的殘余堿洗滌干凈，這樣既增強(qiáng)了表面的活性，又降低了材料表面的堿性，有利于提高產(chǎn)品的加工性能。本發(fā)明通過(guò)采用大粒度氧化鈷為前驅(qū)體原料，結(jié)合用去離子水洗滌粗產(chǎn)品，制備出電化學(xué)性能優(yōu)異的鈷酸鋰正極材料。相比較同類型專利，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、能耗較低，易于產(chǎn)業(yè)化。

附圖說(shuō)明

圖1.是本發(fā)明實(shí)施例1制備的大粒度鈷酸鋰正極材料的掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種大粒度鈷酸鋰正極材料的制備方法，取 2000g Co₃O₄（D₅₀為17um）、942g Li₂CO₃、再稱取碳酸鎂5.9g，硝酸鋁5.9g，將四種物料利用高速混料機(jī)混合均勻；混合物料在950℃下空氣氣氛下合成，燒結(jié)時(shí)間為12小時(shí)；降溫后將塊狀鈷酸鋰破碎；再用4倍重量的去離子水洗滌鈷酸鋰粗料，洗滌后120℃干燥24小時(shí)，最后將鈷酸鋰粗料在900℃、空氣氣氛下煅燒6小時(shí)，降溫至室溫破碎，得到的LiCoO₂的中位徑D50：18.5μm，振實(shí)密度：2.86g/cm³。

將制備的大粒度鈷酸鋰組裝成2025型扣式電池進(jìn)行測(cè)試，在3.0-4.3V的電壓區(qū)間內(nèi)，0.1C首次放電容量為153 mAh/g，首次放電效率為97%，100周容量保持率為94%。

實(shí)施例2

一種大粒度鈷酸鋰正極材料的制備方法，取 2000g Co₃O₄（D₅₀為17um）、942g Li₂CO₃、將兩種物料利用高速混料機(jī)混合均勻；混合物料在950℃下空氣氣氛下合成，燒結(jié)時(shí)間為12小時(shí)；降溫后將塊狀鈷酸鋰破碎；再用4倍重量的去離子水洗滌鈷酸鋰粗料，洗滌后120℃干燥24小時(shí)，最后將鈷酸鋰粗料在900℃、空氣氣氛下煅燒6小時(shí)，降溫至室溫破碎，得到的LiCoO₂的中位徑D50：19.5μm，振實(shí)密度：2.81g/cm³。

將制備的大粒度鈷酸鋰組裝成2025型扣式電池進(jìn)行測(cè)試，在3.0-4.3V的電壓區(qū)間內(nèi)，0.1C首次放電容量為154 mAh/g，首次放電效率為97%，100周容量保持率為86%。

實(shí)施例3

一種大粒度鈷酸鋰正極材料的制備方法，取 2000g Co₃O₄（D₅₀為17um）、942g Li₂CO₃、再稱取二氧化鈦5.9g，將三種物料利用高速混料機(jī)混合均勻；混合物料在950℃下空氣氣氛下合成，燒結(jié)時(shí)間為12小時(shí)；降溫后將塊狀鈷酸鋰破碎；再用4倍重量的去離子水洗滌鈷酸鋰粗料，洗滌后120℃干燥24小時(shí)，最后將鈷酸鋰粗料在900℃、空氣氣氛下煅燒6小時(shí)，降溫至室溫破碎，得到的LiCoO₂的中位徑D50：17.5μm，振實(shí)密度：2.76g/cm³。

將制備的大粒度鈷酸鋰組裝成2025型扣式電池進(jìn)行測(cè)試，在3.0-4.3V的電壓區(qū)間內(nèi)，0.1C首次放電容量為152 mAh/g，首次放電效率為96%，100周容量保持率為87%。

實(shí)施例4

一種大粒度鈷酸鋰正極材料的制備方法，取 2000g Co₃O₄（D₅₀為17um）、942g Li₂CO₃、再稱取碳酸鎂5.9g，硝酸鋁5.9g，將四種物料利用高速混料機(jī)混合均勻；混合物料在950℃下空氣氣氛下合成，燒結(jié)時(shí)間為12小時(shí)，降溫后將塊狀鈷酸鋰破碎；得到的LiCoO₂的中位徑D50：14.5μm，振實(shí)密度：2.66g/cm³。

將制備的大粒度鈷酸鋰組裝成2025型扣式電池進(jìn)行測(cè)試，在3.0-4.3V的電壓區(qū)間內(nèi)，0.1C首次放電容量為154 mAh/g，首次放電效率為96%，100周容量保持率為92%。與實(shí)施例1對(duì)比，沒有經(jīng)過(guò)去離子水洗滌，二次煅燒，產(chǎn)品的顆粒中位徑D₅₀ 14.5μm，振實(shí)密度2.66g/cm³都相對(duì)偏小。

以上所述，為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例做任何形式的簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。