專利名稱：一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰正極材料及其制備方法，屬于電池材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鈷酸鋰物質(zhì)由于其電化學(xué)性能好、使用壽命長，而成為目前廣泛應(yīng)用的鋰離子電池正極材料。目前，商業(yè)化鋰離子電池采用的正極材料是晶粒尺寸較小的LiCoO2。通常在鈷酸鋰材料的制備中采用的是化學(xué)計量比為Li∶Co＝1∶1，而制備出的LiCoO2晶粒尺寸較小，材料的性能如振實密度、電化學(xué)性能、電池的安全性等都不好，從而影響了鋰離子電池的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服和避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種價格低廉、性能優(yōu)良、安全性好的鋰離子電池用參雜型大晶粒鈷酸鋰正極材料。本發(fā)明所涉及的鈷酸鋰正極材料應(yīng)為大晶粒，該材料的性能如振實密度、電化學(xué)性能、電池的安全性等都優(yōu)于傳統(tǒng)的材料性能。
本發(fā)明是采用以下措施來實現(xiàn)其目的的。
一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料，該材料是以Co3O4、Li2CO3、MgO為原料，所述原料的配方為Co3O4為1份、Li2CO3為0.45～0.6份、MgO為0.004～0.1份，其比例關(guān)系為實際摩爾數(shù)之比。
本發(fā)明所涉及的一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料，其原料的配方還可以優(yōu)選為Co3O4為1份、Li2CO3為0.50～0.55份、MgO為0.05～0.1份，其比例關(guān)系為實際摩爾數(shù)之比。
本發(fā)明的另一目的是提供一種工藝簡單、低成本，制備的粉料具有高容量、高振實密度的鋰離子電池用參雜型大晶粒鈷酸鋰正極材料的制備方法。
一種制備本發(fā)明所述的鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料的方法，該方法依次按如下步驟進行(1)、分別按上述材料配方中所述的摩爾比例關(guān)系進行稱量配料。
(2)、將所配制的粉料進行球磨混料10小時以上。
(3)、將混合好的料在350～900℃溫度的空氣氣氛中煅燒10～30小時。
(4)、將上述煅燒后的料進行粉碎并分級，即得摻雜大晶粒鈷酸鋰粉料。
在上述步驟(3)中煅燒所需的空氣氣氛中應(yīng)加入氮氣。
在上述步驟(3)中煅燒溫度優(yōu)選為600～900℃。
在上述步驟(3)中煅燒溫度最佳為800～900℃。
利用本發(fā)明的配方和制備方法制備的摻雜型大晶粒鈷酸鋰粉料，其平均晶粒度為6～8μm，容量高于145mAh，循環(huán)壽命長(＞500次)，安全性能好。本制備方法工藝簡單、低成本，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明實施例1(1)、稱取粉狀原料Li2CO3為34％wt，Co3O4為65％wt，MgO為1％wt進行配料。
(2)、將所配制的粉料進行球磨混料10小時以上。
(3)、將混合好的料在900℃，空氣氣氛中煅燒30小時。
(4)、將上述煅燒后的料進行粉碎、分級即得摻雜大晶粒鈷酸鋰粉料實施例2(1)、稱取粉狀原料Li2CO3為34.5％wt，Co3O4為65％wt，MgO為0.5％wt進行配料。
(2)、將所配制的粉料進行球磨混料20小時以上。
(3)、將混合好的料在850℃，空氣氣氛中煅燒20小時。
(4)、將上述煅燒后的料進行粉碎、分級即得摻雜大晶粒鈷酸鋰粉料實施例3(1)、稱取粉狀原料Li2CO3為34.25％wt，Co3O4為65％wt，MgO為0.25％wt進行配料。
(2)、將所配制的粉料進行球磨混料10小時以上。
(3)、將混合好的料在800℃，空氣氣氛中煅燒10小時。
(4)、將上述煅燒后的料進行粉碎、分級即得摻雜大晶粒鈷酸鋰粉料本發(fā)明所涉及的一種鋰離子電池用摻雜包碳型納米LiFe1-xMxPO4/C正極材料及其制備方法，其更為詳細(xì)的技術(shù)方案是該材料以FeC2H4·H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、MgO、MnO2和環(huán)氧樹脂膠為原料，所述材料的配方為FeC2H4·H2O1、Li2CO30.5、NH4H2PO41、MgO0.05～0.1或MnO20.05～0.1其比例單位為實際摩爾數(shù)，制備工藝是進行配料、球磨混料、烘干、過篩；再分別在350℃和600℃～800℃氮氣氣氛中煅燒、保溫，即得摻雜包碳型納米LiFe1-xMxPO4/C正極材料。利用本發(fā)明的配方和制備方法制備的摻雜包碳型納米LiFe1-xMxPO4/C粉料，平均晶粒度為小于100nm，容量高于150mAh，循環(huán)壽命長(＞2000次)。本發(fā)明所述制備方法工藝簡單、低成本，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料，該材料是以Co3O4、Li2CO3、MgO為原料，其特征在于所述原料的配方為Co3O4為1份、Li2CO3為0.45～0.6份、MgO為0.004～0.1份，其比例關(guān)系為實際摩爾數(shù)之比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料，其特征在于所述原料的配方為Co3O4為1份、Li2CO3為0.50～0.55份、MgO為0.05～0.1份，其比例關(guān)系為實際摩爾數(shù)之比。
3.一種制備如權(quán)利要求1或2所述的鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料的方法，其特征在于該方法依次按如下步驟進行(1)、分別按權(quán)利要求1或2所述的摩爾比例關(guān)系進行稱量配料。(2)、將所配制的粉料進行球磨混料10小時以上。(3)、將混合好的料在350～900℃溫度的空氣氣氛中煅燒10～30小時。(4)、將上述煅燒后的料進行粉碎并分級，即得摻雜大晶粒鈷酸鋰粉料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料的制備方法，其特征在于在步驟(3)所述的煅燒所需的空氣氣氛中應(yīng)加入氮氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料的制備方法，其特征在于在步驟(3)所述的煅燒溫度為600～900℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料的制備方法，其特征在于在步驟(3)所述的煅燒溫度為800～900℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰正極材料及其制備方法，屬于電池材料技術(shù)領(lǐng)域。一種鋰電池用摻雜型大晶粒鈷酸鋰材料，該材料是以Co
文檔編號C01G51/00GK1794498SQ20051013112
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者孫琦, 曾照強, 楊世進 申請人:青島乾運高科新材料有限公司