一种表面包覆改性四氧化三钴及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种表面包覆改性四氧化三钴及其制备方法和应用，制备方法包括：(1)将碳酸钴进行表面羟基化处理，得到羟基钴包覆碳酸钴；(2)将金属盐和络合剂混合进行络合反应，得到络合金属盐；(3)将羟基钴包覆碳酸钴、络合金属盐和接枝引发剂混合，进行接枝反应，得到金属离子包覆碳酸钴；(4)将金属离子包覆碳酸钴进行烧结，得到表面包覆改性四氧化三钴。本发明专利技术对碳酸钴表面进行羟基化处理，并加入络合处理的金属盐进行接枝反应，使金属盐生成的包覆层与碳酸钴表面的羟基钴具有相同的纹路，从而在四氧化三钴表面形成非致密的、花状结构的金属氧化物包覆层，提高表面活性，有利于与锂盐的有效混合，从而提高了钴酸锂电池的电化学性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种表面包覆改性四氧化三钴及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池正极材料
，涉及一种表面包覆改性四氧化三钴及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近十几年来，由于具有优异的电化学性能，钴金属被大规模地应用于二次电池，尤其是锂离子电池正极材料领域。目前市场上成熟的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等，各种正极材料性能各异，使用领域稍有不同。
[0003]锂离子电池正极材料中，钴酸锂电池具有结构稳定、比容量高、综合性能突出等优点，是目前最为成熟的正极材料之一。钴酸锂主要是由四氧化三钴和碳酸锂或氢氧化锂烧结而成，其中四氧化三钴是由碳酸钴焙烧而来，故决定钴酸锂品质的最主要因素是碳酸钴，它的振实密度、比表面积和电镜形貌对最终的正极材料起着至关重要的影响。
[0004]公开号CN108217753A的专利文献中公开了一种梯度掺杂四氧化三钴材料的制备方法，其在设定的条件下得到钴的预沉淀物，再加入掺杂元素通过共沉淀得到掺杂沉淀物，最后对掺杂沉淀物进行适度烧结，即可获得沿着颗粒的半径方向从里本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面包覆改性四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将碳酸钴进行表面羟基化处理，得到羟基钴包覆碳酸钴；(2)将金属盐和络合剂混合进行络合反应，得到络合金属盐；(3)将步骤(1)所述羟基钴包覆碳酸钴、步骤(2)所述络合金属盐和接枝引发剂混合，进行接枝反应，得到金属离子包覆碳酸钴；(4)将步骤(3)所述金属离子包覆碳酸钴进行烧结，得到表面包覆改性四氧化三钴。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述表面羟基化处理为在弱碱性条件下通入含氧气体或在弱碱性条件下加入双氧水；优选地，所述弱碱性条件为pH＝7.2～8.0；优选地，步骤(1)所述羟基化处理的温度为60～70℃；优选地，步骤(1)所述羟基钴包覆碳酸钴中羟基钴和碳酸钴的质量比为1:(23～31)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳酸钴采用如下方式制备：将钴掺杂液和沉淀液混合，得到碳酸钴；优选地，所述钴掺杂液包括氯化钴、硫酸钴、硝酸钴和醋酸钴中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述沉淀液包括碳酸氢铵、碳酸铵和碳酸钠中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述将钴掺杂液和沉淀液混合的过程中，所述混合后的溶液的pH值为7.0～7.8。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属盐和所述络合剂的质量比为(5～10):1；优选地，步骤(2)所述金属盐包括Al、Mg、Ti、Sr、W、Y、Mo、Sb、Nb、Sn、Zn、La、Ce和B的盐中的任意一种至少两种的组合；优选地，所述金属盐为氯化盐；优选地，步骤(2)所述络合剂包括酸性络合剂，所述酸性络合剂包括柠檬酸、丙二酸、氨基乙酸、对甲苯磺酸、苹果酸和抗坏血酸中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述接枝反应的接枝率为60％～80％；优选地，步骤(3)所述接枝反应的温度为70～80℃；优选地，步骤(3)所述接枝反应的时间为3～10h；优选地，步骤(3)所述接枝反应的搅拌速率为40～45Hz；优选地，步骤(3)所述羟基钴包覆碳酸钴、络合金属盐和接枝引发剂的质量比为(300～400):(20～30):1；优选地，步骤(3)所述接枝引发剂包括甲苯二异氰酸酯、辛酸亚锡、甲苯和苯甲酰氯中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1
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5任一项所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛勇诚，刘更好，卢星华，阮丁山，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：