球磨包覆Co、Ti的三元正極材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料的制備，具體是一種球磨包覆Co、Ti的三元正極材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上最為成熟的鋰離子電池用正極材料為LiCoO2，具有壓實高、加工性能好能特點，但是其價格昂貴，進(jìn)一步改進(jìn)性能的空間已經(jīng)很小；而523型LiNia5Coa2Mna3O2三元正極材料具有價格低、放電比容量高、循環(huán)穩(wěn)定等特點，但普通523三元正極材料多次循環(huán)過程中容量保持率較低，影響了其性能的進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠提高三元正極材料多次循環(huán)容量保持率的球磨包覆Co、Ti的三元正極材料的制備方法。
[0004]本發(fā)明的制備方法包括以下步驟:
[0005]步驟一，將粒度D50為10 μ m級的523型三元前軀體與電池級碳酸鋰以前軀體??碳酸鋰=1:1.2的比例進(jìn)行三維機(jī)械混合，混料球重量:物料重量=1.5:1，然后在通空氣的燒結(jié)爐中600-700°C進(jìn)行燒結(jié)10小時，冷卻后進(jìn)行研磨破碎，得到523三元正極材料；
[0006]步驟二，將523三元正極材料與粒度D50為5 μ m級的氧化鈷、電池級碳酸鋰、分析純級T12添加劑在高能球磨機(jī)中進(jìn)行混合，混合比例為523三元正極材料:氧化鈷:碳酸鋰:Ti02= 100:1:1.1: 5X 10 _4，混料球重量:物料重量=1:2，混合樣品取出用蒸餾水洗凈，在900-1000°C空氣氣氛中燒結(jié)10小時，燒結(jié)后樣品取出研磨，得到成品。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟一中燒結(jié)溫度為650°C，步驟二中燒結(jié)溫度為950°C。
[0008]本發(fā)明通過將常規(guī)的523三元材料與鈷酸鋰的前軀體一一氧化鈷、碳酸鋰以及添加劑Ti源一一T12,通過高能球磨機(jī)進(jìn)行混合，使其進(jìn)行與反應(yīng)，而后在高溫下進(jìn)行熱處理，獲得高性能的混合正極材料，擁有良好的首次放電比容量及良好的循環(huán)保持率；其中高能球磨時的與反應(yīng)階段能有效避免簡單的機(jī)械三維混合所造成的元素滲透過多，影響523型三元素基體的結(jié)構(gòu)以及造成材料表面包覆程度不夠的缺陷。將三元材料表面進(jìn)行LiCoO2的包覆，不僅可以讓混合材料表現(xiàn)出三元材料的高放電比容量、價格低廉的優(yōu)勢，還可以降低材料的比表面積以及pH，減小材料在電池反應(yīng)中與電解液發(fā)生的界面反應(yīng)，而使用Ti的包覆則可以對混合材料表面的1^&)02部分進(jìn)行改性，減小LiCoO 2純物質(zhì)與電解液的反應(yīng)。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明實施例的方法包括以下步驟:
[0010]步驟一，將粒度D50為10 μ m級的523型三元前軀體與電池級碳酸鋰以前軀體??碳酸鋰=1: 1.2的比例進(jìn)行簡單三維機(jī)械混合4小時，混料球重量:物料重量=1.5:1，然后在通空氣的燒結(jié)爐中650°C進(jìn)行燒結(jié)10小時，氣流量為40L/min。冷卻后進(jìn)行研磨破碎，得到523三元正極材料；
[0011 ] 步驟二，將樣品一與粒度D50為5 μ m級的氧化鈷、電池級碳酸鋰、分析純級T12添加劑在高能球磨機(jī)中進(jìn)行混合，混合比例為樣品一:氧化鈷:碳酸鋰:T1 2 =100:1:1.1:5Χ 1θΛ混料球重量:物料重量=1: 2，使用酒精將球磨罐中注至4/5處進(jìn)行球磨4小時，混合樣品取出用蒸餾水洗凈，在950°C空氣氣氛中燒結(jié)10小時，燒結(jié)后樣品取出研磨，得到成品。
[0012]本發(fā)明實施例獲得的正極材料經(jīng)檢測，結(jié)果如下:
[0013]1、顆粒 D50 大小在 11-15 μ m，比表面積< 0.3m2/g ;
[0014]2,0.2C 首次容量大于 160mAh/g ；
[0015]3、500次循環(huán)后容量保持率> 90%。
【主權(quán)項】
1.一種球磨包覆Co、Ti的三元正極材料的制備方法，其特征是:包括以下步驟， 步驟一，將粒度D50為10 μ m級的523型三元前軀體與電池級碳酸鋰以前軀體:碳酸鋰=1:1.2的比例進(jìn)行三維機(jī)械混合，混料球重量:物料重量=1.5: 1，然后在通空氣的燒結(jié)爐中600-700°C進(jìn)行燒結(jié)10小時，冷卻后進(jìn)行研磨破碎，得到523三元正極材料； 步驟二，將523三元正極材料與粒度D50為5 μπι級的氧化鈷、電池級碳酸鋰、分析純級T12添加劑在高能球磨機(jī)中進(jìn)行混合，混合比例為523三元正極材料:氧化鈷:碳酸鋰:Ti02=100:1:1.1: 5X 10_4，混料球重量:物料重量=1: 2，混合樣品取出用蒸餾水洗凈，在900-1000°C空氣氣氛中燒結(jié)10小時，燒結(jié)后樣品取出研磨，得到成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨包覆Co、Ti的三元正極材料的制備方法，其特征是:步驟一中燒結(jié)溫度為650 °C，步驟二中燒結(jié)溫度為950 °C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料的制備，具體是一種球磨包覆Co、Ti的三元正極材料的制備方法。該方法包括以下步驟：步驟一，將523型三元前軀體與電池級碳酸鋰進(jìn)行三維機(jī)械混合，然后在通空氣的燒結(jié)爐中600-700℃進(jìn)行燒結(jié)，冷卻后進(jìn)行研磨破碎，得到523三元正極材料；步驟二，將523三元正極材料與氧化鈷、電池級碳酸鋰、分析純級TiO2添加劑在高能球磨機(jī)中進(jìn)行混合，混合樣品取出用蒸餾水洗凈，燒結(jié)后樣品取出研磨，得到成品。本發(fā)明能夠?qū)θ牧媳砻孢M(jìn)行LiCoO2的包覆，并使用Ti對LiCoO2部分進(jìn)行改性，能夠有效提高三元正極材料多次循環(huán)容量保持率。
【IPC分類】H01M4/1391, H01M4/36
【公開號】CN104934571
【申請?zhí)枴緾N201510072232
【發(fā)明人】王聰
【申請人】江蘇科捷鋰電池有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年2月11日