專利名稱：一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高能電源的技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)一種提高鈷酸鋰(LiCoO2)的中位徑和振實(shí)密度的方法。
背景技術(shù)：
LiCoO2作為鋰離子電池的正極材料，因其比容量高，性能穩(wěn)定和制備工藝簡單而已被廣泛地商業(yè)化生產(chǎn)。當(dāng)LiCoO2的粒度分布的中位徑D50＜10微米(μm)時(shí)，LiCoO2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)密度較小(＜2.5克/立方厘米(g/cm3))，難以提高鋰離子電池的體積比容量。為了改善這兩方面的性能，即D50＞10微米和振實(shí)密度＞2.5g/cm3，人們往往采用提高鋰鈷比(Li/Co)(＞1.00)比例和溫度(＞900℃)或多次燒結(jié)等方法來實(shí)現(xiàn)，如參考文獻(xiàn)1.T.Nakamura，A.Kajiyama，Solid State Ionics 123(1999)95～1012.N.Imanishi，M.Fujii，A.Hirano，et al.，Solid State Ionics 140(2001)45～533.Glenn G Amatucci，Jean-Marie Tarascon，US005693435A Dec.2，1997但這將造成LiCoO2的比容量和平均電壓較低，并且工業(yè)化生產(chǎn)的能耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在保持已有的性能的情況下，如放電比容量＞140mAh/g(毫安小時(shí)/克)，合成出振實(shí)密度和中位徑大的LiCoO2。
本發(fā)明的技術(shù)方案為1.將鋰鹽，鈷鹽和LiCoO2三種物料按比例混合均勻；碳酸鋰(Li2CO3)、LiOH(氫氧化鋰)或兩者的混合物，CoCO3(碳酸鈷)、氧化鈷(Co3O4)或兩者的混合物，LiCoO2三種物料混合均勻；2.在300～1000℃下合成2～20小時(shí)；3.將合成物料中的團(tuán)聚物破碎，得到本發(fā)明的LiCoO2。
本發(fā)明的鋰鹽為Li2CO3、LiOH或兩者的混合物，鈷鹽為CoCO3、Co3O4或兩者的混合物。鋰鹽和鈷鹽的Li/Co比例為0.95～1.10。
本發(fā)明所用的LiCoO2占整個(gè)物料的重量比為大于0％而小于100％，中位徑D50＜10微米和振實(shí)密度＜2.5g/cm3。
用上述方法所制備的LiCoO2的中位徑D50＞10μm，振實(shí)密度＞2.5g/cm3，放電比容量＞140mAh/g，其它性能不亞于其它方法合成的LiCoO2；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于以LiCoO2為晶核，鈷鹽和鋰鹽在其表面反應(yīng)所形成的LiCoO2大粒子，克服了一次燒成LiCoO2大粒子所造成的可能粒子內(nèi)部反應(yīng)不完全和晶型不完整；并且避免了為提高LiCoO2中位徑和振實(shí)密度而將LiCoO2多次燒結(jié)造成的鋰的過度揮發(fā)，和對(duì)粒子表面的破壞，以及能耗巨大。采用本發(fā)明方法制成的LiCoO2可用于鋰離子電池。鋰離子電池作為高能電源，廣泛應(yīng)用于手提電話，筆記本電腦，攝象機(jī)，電動(dòng)自行車及電動(dòng)汽車等。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1Li2CO3和Co3O4的Li/Co比例為1.02；LiCoO2的重量占整個(gè)物料的10％，三種物料混合均勻；混合物料在500℃下合成，燒結(jié)時(shí)間為5小時(shí)；降溫后將LiCoO2破碎。LiCoO2的中位徑D5010.5μm，振實(shí)密度2.6g/cm3，放電比容量144mAh/g。實(shí)例2Li2CO3和Co3O4的Li/Co比例為1.03；LiCoO2的重量占整個(gè)物料的30％，三種物料混合均勻；混合物料在700℃下合成，燒結(jié)時(shí)間為8小時(shí)；降溫后將LiCoO2破碎。LiCoO2的中位徑D5011.2μm，振實(shí)密度2.65g/cm3，放電比容量143mAh/g。實(shí)例3Li2CO3和Co3O4的Li/Co比例為1.05；LiCoO2的重量占整個(gè)物料的50％，三種物料混合均勻；混合物料在800℃下合成，燒結(jié)時(shí)間為4小時(shí)；降溫后將LiCoO2破碎。LiCoO2的中位徑D5012.0μm，振實(shí)密度2.7g/cm3，放電比容量145mAh/g。實(shí)例4Li2CO3和Co3O4與CoCO3(兩鈷鹽的重量比為8∶2)的Li/Co比例為1.O8；LiCoO2的重量占整個(gè)物料的60％，三種物料混合均勻；混合物料在900℃下合成，燒結(jié)時(shí)間為10小時(shí)；降溫后將LiCoO2破碎。LiCoO2的中位徑D5013.2μm，振實(shí)密度2.75g/cm3，放電比容量145mAh/g。實(shí)例5Li2CO3和LiOH的重量比為3∶7，和Co3O4的Li/Co比例為1.03；LiCoO2的重量占整個(gè)物料的90％，三種物料混合均勻；混合物料在400℃下合成，燒結(jié)時(shí)間為15小時(shí)；降溫后將LiCoO2破碎。LiCoO2的中位徑D5011.8μm，振實(shí)密度2.55g/cm3，放電比容量142mAh/g。
權(quán)利要求
1.一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法，其步驟包括1)將鋰鹽，鈷鹽和LiCoO2三種物料混合均勻；Li2CO3、LiOH或兩者的混合物，CoCO3、Co3O4或兩者的混合物，LiCoO2三種物料混合均勻；2)在300～1000℃下合成2～20小時(shí)；3)將合成后物料中的團(tuán)聚物破碎。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法，其特征在于鋰鹽為Li2CO3、LiOH或兩者的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法，其特征在于鈷鹽為CoCO3、Co3O4或兩者的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法，其特征在于LiCoO2占整個(gè)物料的重量比為大于0％而小于100％。
5.如權(quán)利要求1所述的一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法，其特征在于鋰鹽和鈷鹽的Li/Co比例為0.95～1.10。
6.如權(quán)利要求1所述的一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法，其特征在于所用原料LiCoO2的中位徑＜10微米，振實(shí)密度＜2.5g/cm3。
全文摘要
一種提高鈷酸鋰的中位徑和振實(shí)密度的方法。將Li
文檔編號(hào)H01M4/48GK1328351SQ0112343
公開日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2001年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月23日
發(fā)明者周恒輝, 楊正, 任獻(xiàn)舉 申請(qǐng)人:北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司