一种金属元素梯度掺杂的四氧化三钴的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属元素梯度掺杂的四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：(1)配制低、中、高浓度混合盐溶液；(2)利用高浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液制备中粒径为4‑6μm的物料；(3)利用高浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液制备中粒径为11‑13μm的物料；(4)利用中浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液制备中粒径为14‑18μm的物料；(5)再利用低浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液制备中粒径为19‑23μm的物料；(6)将步骤(5)中得到的物料经洗涤、干燥、煅烧得到金属元素梯度掺杂的四氧化三钴。本发明专利技术能实现金属元素的梯度掺杂，优化材料的循环性能、容量等电化学性能。

Preparation method of metal oxide gradient doped four oxidized cobalt three

The invention discloses a preparation method of gradiently doped cobalt oxide with metallic elements, which comprises the following steps: (1) preparing low, medium and high concentration mixed salt solution; (2) using high concentration mixed salt solution and ammonium carbonate solution to prepare materials with a particle size of 4_6 micron; (3) using high concentration mixed salt solution and ammonium carbonate solution. Materials with a particle size of 11.13 micron in solution preparation; (4) Materials with a particle size of 14.18 micron in medium concentration of mixed salt solution and ammonium carbonate solution preparation; (5) Materials with a particle size of 19.23 micron in low concentration of mixed salt solution and ammonium carbonate solution preparation; (6) Materials obtained in step (5) were washed, dried, and dried. The four oxide three cobalt doped with metal elements was calcined. The invention can realize gradient doping of metal elements, optimize the cyclic performance, capacity and other electrochemical properties of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种金属元素梯度掺杂的四氧化三钴的制备方法
本专利技术属于电池材料领域，尤其涉及一种四氧化三钴的制备方法。
技术介绍
3C电子产品要求轻便、小巧，导致相应的电池需要具备高能量密度。而钴酸锂作为现在最主要的3C电子产品用正极材料，其能量密度在一定程度上决定了锂离子电池的能量密度。高电压钴酸锂具有高克容量和高电压的特性，是现在钴酸锂研究的主要方向。钴酸锂研究时，金属掺杂的四氧化三钴的制备得到了较多的关注。传统的固相掺杂无法同时保证制备得到的钴酸锂的安全性能和克容量发挥。前驱体湿法掺杂相应金属元素，能保证材料在高电压下的循环性能和安全性能。专利CN103715418A公开了一种球形四氧化三钴的制备方法，其步骤是通过将钴盐及其他微量金属元素混合，并流加入沉淀剂、氧化剂制得合成产物，再经固液分离、洗涤、煅烧得到球形四氧化三钴材料，该方法所得产品掺杂元素分布均匀、粒度分布较窄、球形度好、密度高。以上研究工作取得了一些喜人的成果，但是仍旧无法实现掺杂元素梯度分布等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种掺杂元素中心分布多，外层分布少的、梯度掺杂金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属元素梯度掺杂的四氧化三钴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将低、中、高三个浓度的金属盐溶液与钴盐溶液混合得到低、中、高浓度混合盐溶液；(2)在反应釜中加入碳酸铵盐底液，在搅拌下持续加入高浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液直到反应生成的物料的中粒径为4‑6μm，停止加料，并停止搅拌，待固液分层后去除上清液得到物料a；(3)再继续向反应釜的物料a中持续加入高浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液直到反应生成的物料的中粒径为11‑13μm，停止加料，并停止搅拌，待固液分层后去除上清液得到物料b，保留一半物料b在反应釜中；(4)再继续向反应釜的物料b中持续加入中浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液...

【技术特征摘要】
1.一种金属元素梯度掺杂的四氧化三钴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将低、中、高三个浓度的金属盐溶液与钴盐溶液混合得到低、中、高浓度混合盐溶液；(2)在反应釜中加入碳酸铵盐底液，在搅拌下持续加入高浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液直到反应生成的物料的中粒径为4-6μm，停止加料，并停止搅拌，待固液分层后去除上清液得到物料a；(3)再继续向反应釜的物料a中持续加入高浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液直到反应生成的物料的中粒径为11-13μm，停止加料，并停止搅拌，待固液分层后去除上清液得到物料b，保留一半物料b在反应釜中；(4)再继续向反应釜的物料b中持续加入中浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液直到反应生成的物料的中粒径为14-18μm，停止加料，并停止搅拌，待固液分层后去除上清液得到物料c，保留一半物料c在反应釜中；(5)再继续向反应釜的物料c中持续加入低浓度的混合盐溶液与碳酸铵盐溶液直到反应生成的物料的中粒径为19-23μm，停止加料，并停止搅拌，待固液分层后去除上清液得到碳酸钴浆料；(6)将步骤(5)中得到的碳酸钴浆料经洗涤、干燥、煅烧得到金属元素梯度掺杂的四氧化三钴；上述步骤(2)-(5)中，若持续加入的混合盐溶液与碳酸铵盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄自知，胡云楚，袁利萍，文瑞芝，王琼，吴袁泊，邓明向，李慧，杨田丽，陈秋菊，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43