一种锂离子电池用复合锂盐及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用复合锂盐及其制备方法，所述复合锂盐为xLi2O

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用复合锂盐及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于锂离子电池的锂盐材料及其制备方法，具体涉及一种锂离子电池用复合锂盐及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其较高的能量密度、较长的循环使用寿命等特点，广泛应用于各类电子产品。随着电动汽车、电动机械、无人机等大型移动电源的快速发展，对高能量和大功率提出了更高的要求。
[0003]锂盐是制备锂电池中电极材料的主要原料之一，其中常用的锂盐原料包括氧化锂、氢氧化锂、碳酸锂等。作为常见的用于制备正极材料或其补锂添加剂的锂盐原料，大多数是单独的某一种锂，例如在三元材料中单独使用氢氧化锂作为锂盐，磷酸铁锂材料单独使用碳酸锂作为锂盐，富锂类补锂添加剂单独使用氧化锂作为锂盐。
[0004]虽然使用单一锂盐可以满足合成的基本要求，但是在所合成的材料产品的纯度提高、残碱降低等方面，都需要在后续的工艺中加以调整，例如在三元材料特别是高镍三元材料方面，都需要利用水洗等步骤来降低残碱。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池用复合锂盐材料及其制备方法，得到纯度均匀、残碱降低的复合锂盐材料，该类复合锂盐材料可用作锂离子电池的原料。
[0006]本专利技术的目的可以利用以下的技术方案而实现：
[0007][1]一种锂离子电池用复合锂盐，其特征在于，所述复合锂盐为xLi2O
·
yLiOH
·
zCH3COOLi，其中，x、y、z为质量分数，0.900≤x≤0.994，0.005≤y≤0.050，0.001≤z≤0.030，x+y+z＝1；优选为0.936≤x≤0.992，0.006≤y≤0.048，0.002≤z≤0.020，x+y+z＝1。
[0008][2]根据[1]所述的锂离子电池用复合锂盐，其特征在于，所述锂离子电池用复合锂盐为松散粉末状，粒径D50为5.0～50.0μm，优选为10.0～25.0μm。
[0009][3]一种锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010](1)预烧步骤
[0011]在真空环境下，将锂原料混合均匀，以升温速率1～20℃/min升温至300～500℃，保温60～300min进行预烧，得到预烧品；
[0012](2)一次破碎步骤
[0013]保持真空环境，将所述预烧品降温至20～100℃，破碎成粉末，得到一次破碎品；
[0014](3)烧结步骤
[0015]保持真空环境，将所述一次破碎品以1～20℃/min升温速率升温至500～1200℃，保温180～720min进行烧结，得到烧结品；
[0016](4)二次破碎步骤
[0017]保持真空环境，将所述烧结品降温至20～100℃，破碎成粉末，得到复合锂盐xLi2O
·
yLiOH
·
zCH3COOLi，其中，x、y、z为质量分数，0.900≤x≤0.994，0.005≤y≤0.050，0.001≤z≤0.030，x+y+z＝1；优选为0.936≤x≤0.992，0.006≤y≤0.048，0.002≤z≤0.020，x+y+z＝1。
[0018][4]根据[3]所述的锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，
[0019]在步骤(1)中，所述锂原料包含氢氧化锂、氧化锂、乙酸锂中的两种以上。
[0020][5]根据[3]或[4]所述的锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，
[0021]在步骤(1)中，所述锂原料包含氢氧化锂和乙酸锂、或者氢氧化锂和氧化锂以及乙酸锂。
[0022][6]根据[5]所述的锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，
[0023]所述锂原料的配比为LiOH：Li2O：CH3COOLi＝100：(0～2)：(1～3)。
[0024][7]根据[3]或[4]所述的锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，在步骤(1)～(4)中，关于所述真空环境，绝对真空度为200～1000pa，并保持真空抽气。
[0025][8]根据[3]或[4]所述的锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，在步骤(1)和(3)中，所使用的设备为箱式炉、管式炉、回转炉、推板窑、或辊道窑。
[0026][9]根据[3]或[4]所述的锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，在步骤(2)和(4)中，破碎方式为球磨破碎、对辊破碎、机械粉碎或气流粉碎，优选为球磨破碎。
[0027][10]根据[9]所述的锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，在步骤(2)和(4)中，利用球磨机以300～700rpm，按照球料质量比(10～15)：1，进行球磨破碎30～120min。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的复合锂盐的成分是氧化锂、氢氧化锂及乙酸锂的协同复合物。相比较于单独的锂盐而言，通过使用复合锂盐以代替使用单一锂源，能够直接在烧结过程中有效降低烧结温度，提高产品纯度，并且提高反应效率，减少残碱量，提高加工性能，并且无需经过水洗处理，简化了制备工艺。
[0029]相比于由本专利技术的制备方法制得的锂离子电池用复合锂盐而言，单一锂盐或锂盐简单混合物具有如下问题：
[0030]一、单纯使用氧化锂(Li2O)作为锂源，则由于氧化锂是无机氧化物，其熔点高达1567℃，将其用于制备正极原材料时，在烧结过程中一直保持固相状态，其中的锂只能通过固相扩散进行反应，在动力学上反应较慢且反应程度有限；
[0031]二、单纯使用氢氧化锂(LiOH)作为原料，则会在烧结过程释放大量水分，最终导致正极材料尤其是高镍材料中的残碱含量增加；
[0032]三、不经过烧结而直接使用例如原料Li2O+LiOH+CH3COOLi的简单混合物作为锂原料，则各原料Li2O、LiOH、CH3COOLi之间仍为分离的物质，在烧结过程不能起到良好的协同作用，LiOH溶解后流动带来的锂源扩散面有限，Li2O所提供的锂源仍为固相扩散状态。
[0033]本专利技术的复合锂盐经历了烧结和破碎步骤，主要成分保持为氧化锂，能够解决单一锂盐或锂盐简单混合物的上述问题，因而具有突出的实质性特征和显著的进步。
具体实施方式
[0034]在本说明书中，只要没有特别限定，则记号、单位、略称、用语具有以下的意义。例
如，使用～或者
‑
而表示了数值范围的情况下，它们包含两方的端点，单位是共通的。例如，5～25％表示5％以上且25％以下。
[0035]为了更好地理解上述技术方案，下面对本专利技术作进一步的详细说明。
[0036]本专利技术提供一种锂离子电池用复合锂盐，其特征在于，所述复合锂盐为xLi2O
·
yLiOH
·
zCH3COOLi，其中，x、y、z为质量分数，0.900≤x≤0.994，0.005≤y≤0.050，0.001≤z≤0.030，x+y+z＝1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用复合锂盐，其特征在于，所述复合锂盐为xLi2O
·
yLiOH
·
zCH3COOLi，其中，x、y、z为质量分数，0.900≤x≤0.994，0.005≤y≤0.050，0.001≤z≤0.030，x+y+z＝1；优选为0.936≤x≤0.992，0.006≤y≤0.048，0.002≤z≤0.020，x+y+z＝1。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用复合锂盐，其特征在于，所述锂离子电池用复合锂盐为松散粉末状，粒径D50为5.0～50.0μm，优选为10.0～25.0μm。3.一种锂离子电池用复合锂盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预烧步骤在真空环境下，将锂原料混合均匀，以升温速率1～20℃/min升温至300～500℃，保温60～300min进行预烧，得到预烧品；(2)一次破碎步骤保持真空环境，将所述预烧品降温至20～100℃，破碎成粉末，得到一次破碎品；(3)烧结步骤保持真空环境，将所述一次破碎品以1～20℃/min升温速率升温至500～1200℃，保温180～720min进行烧结，得到烧结品；(4)二次破碎步骤保持真空环境，将所述烧结品降温至20～100℃，破碎成粉末，得到复合锂盐xLi2O
·
yLiOH
·
zCH3COOLi，其中，x、y、z为质量分数，0.900≤x≤0.994，0.005≤y≤0.050，0....

【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，陈俊奇，夏凡，钱超，刘博，
申请(专利权)人：深圳市研一新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：