一种锂离子电池正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池正极材料的制备方法，该方法以硝酸锂与氢氧化锂的混合物作为锂源并兼做熔剂，使锂源和钴源在锂源共熔点附近进行固-液混合并反应，从而缩短离子的扩散路径，降低热处理温度和煅烧时间，并最终获得了电化学性能优异的锂离子电池正极材料。

主权项

一种下式所示锂离子电池正极材料的制备方法，LiCo_1‑x‑yM_xA_yO_2‑zQ_z其中，M选自元素Y、Ce、Mo、Nb、V、Zn、Ni、Mn、Mg、Al、Ti、Cr和Zr；A选自元素Y、Ce、Mo、Nb、V、Zn、Ni、Mn、Mg、Al、Ti、Cr和Zr；M和A相同或不同；Q选自元素F，Cl，Br和P；且，0<x≤0.3，0<y≤0.2，0≤z≤0.2，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将锂源、钴源、含M化合物、含A化合物和含Q化合物均匀混合，使得其中元素锂、钴、M、A和Q的摩尔比为Li:Co:M:A:Q＝(1～1.1):(1‑x‑y):x:y:z，将该混合物在200～600℃条件下保温1～5h，再升温至800～1100℃煅烧2～20h，制得块状料，其中，所述锂源为包含LiNO₃、LiOH以及任选的其他含锂化合物的组合物，其中，LiOH为LiOH、LiOH·H₂O及其组合，且，以元素Li计，基于锂源中元素Li的总摩尔量，LiNO₃中Li摩尔量与LiOH中Li摩尔量之和所占的摩尔分数为50％～100％，优选为60～95％，更优选为80～90％，如85％，所述其他含锂化合物选自碳酸锂、氟化锂、溴化锂、氯化锂、醋酸锂、磷酸二氢锂、磷酸锂及其组合；所述钴源物质选自四氧化三钴、氧化亚钴、碳酸钴、乙酸钴、草酸钴、氢氧化钴、羟基氧化钴及其组合，优选为四氧化三钴和氢氧化钴；所述含M化合物选自M的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、碳酸盐、乙酸盐、氟化物、氯化物、溴化物、磷酸盐、磷酸二氢盐及其任意组合；所述含A化合物选自A的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、碳酸盐、乙酸盐、氟化物、氯化物、溴化物、磷酸盐、磷酸二氢盐及其任意组合；所述含Q化合物为氟离子、氯离子、溴离子、磷酸根或磷酸二氢根与锂离子、M离子或NH₄⁺形成的化合物及其任意组合物，其中，与锂离子形成的化合物作为锂源，与M离子形成的化合物作为含M化合物；(2)将步骤(1)中得到的块状料粉碎、过筛，得到粒径为10～20μm的锂离子电池正极材料。