一种预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法和应用，该方法包括如下步骤：（1）制备碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe

【技术实现步骤摘要】
一种预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料领域，尤其是涉及一种预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池正负极材料首次充放电会有不可逆容量，为了提高有效电池材料容量，补充正负极材料活性自由迁移锂离子含量是一个提高电池容量的好方法。使用克容量高不可逆容量低的材料补充锂离子正负极材料可逆容量是一种可行的方法；目前市面上还没有看到相关产品。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法和应用。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法，包括如下步骤：
[0006](1)制备碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4：
[0007]将铁盐和其他金属盐溶解在水溶液中，加入表面活性剂分子、锂化合物和碳纳米管，调节溶液的pH值和温度、搅拌，反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4：将铁盐和其他金属盐溶解在水溶液中，加入表面活性剂分子、锂化合物和碳纳米管，调节溶液的pH值和温度、搅拌，反应后经过滤、洗涤得到前驱体，将所述的前驱体在空气中煅烧，将煅烧后得到的产物粉碎、过筛、洗涤、烘干，得到碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4；(2)制备表面自组装膜修饰碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4：将得到的碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4置于含有表面活性剂的离子液体溶液中搅拌均匀、过滤、洗净，得到表面自组装膜修饰碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4；(3)制备钴酸锂前驱体晶种钴酸盐MCo2O4：将钴盐和其他金属盐溶解在非水溶剂中，加入表面活性剂分子，反应后超声，将溶液过滤、洗净、烘干，在空气中煅烧，得到产物钴酸锂前驱体晶种钴酸盐MCo2O4；(4)制备钴酸锂前驱体：将步骤(2)得到的表面自组装膜修饰碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4和步骤(3)得到的钴酸盐MCo2O4置于碱性水溶液反应釜中搅拌均匀，向其中流通入钴离子水溶液、掺杂金属离子水溶液和碱性水溶液，调节溶液pH值和温度，反应完成后将产物过滤、洗净，得到钴酸锂前驱体；(5)制备钴酸锂：将得到的钴酸锂前驱体和锂化合物混合，煅烧得到钴酸锂；(6)制备表面包覆钴酸锂：将得到的钴酸锂置于水溶液中搅拌混合，调节溶液pH值和温度，加入金属化合物，恒定反应时间，将反应液过滤洗净，烘干，制备得到表面包覆钴酸锂；(7)制备表面氮化物包覆钴酸锂：将得到的表面包覆钴酸锂和氮源混合，在惰性气氛下煅烧和冷却，得到氮化物包覆钴酸锂。2.根据权利要求1所述的预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的铁盐为硝酸铁、硫酸铁、氯化铁、高氯酸铁或醋酸铁中的至少一种；所述的其他金属盐为可溶于水的金属盐；所述的表面活性剂分子为离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂中的至少一种；所述的锂化合物为氢氧化锂、碳酸锂、碳酸氢锂、高氯酸锂、硝酸锂、硫酸锂、氯化锂、醋酸锂或氟化锂中的至少一种；所述的碳纳米管为至少一端开口的碳纳米管；所述的碳纳米管的直径为0.01
‑
500微米；所述的pH值为7
‑
12；所述的温度为20
‑
100℃；所述的反应的时间为0.5
‑
5小时；所述的煅烧的温度为100
‑
500℃；所述的碳纳米管负载掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4的结构为：碳纳米管内填充掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4，碳纳米管外反应生成的Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4经洗涤后从碳纳米管剥离；所述的掺杂铁酸锂Li5Fe
n
X
(1
‑
n)
O4中的n为0
‑
0.5。3.根据权利要求1所述的预锂化核壳结构钴酸锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的表面活性剂的浓度为0.01
‑
10mol/L；所述的温度为10
‑
40℃；所述的反应的时间为0.5
‑
20小时；所述的表面活性剂分子为离子型表面活性剂或非离...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐士民，吕菲，李磊，徐宁，吴孟涛，
申请(专利权)人：天津巴莫科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：