球磨包覆Co、Ti的三元正极材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池正极材料的制备，具体是一种球磨包覆Co、Ti的三元正极材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前市场上最为成熟的锂离子电池用正极材料为LiCoO2，具有压实高、加工性能好能特点，但是其价格昂贵，进一步改进性能的空间已经很小；而523型LiNia5Coa2Mna3O2三元正极材料具有价格低、放电比容量高、循环稳定等特点，但普通523三元正极材料多次循环过程中容量保持率较低，影响了其性能的进一步提高。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高三元正极材料多次循环容量保持率的球磨包覆Co、Ti的三元正极材料的制备方法。
[0004]本发明的制备方法包括以下步骤:
[0005]步骤一，将粒度D50为10 μ m级的523型三元前躯体与电池级碳酸锂以前躯体??碳酸锂=1:1.2的比例进行三维机械混合，混料球重量:物料重量=1.5:1，然后在通空气的烧结炉中600-700°C进行烧结10小时，冷却后进行研磨破碎，得到523三元正极材料；
[0006]步骤二，将523三元正极材料与粒度D50为5 μ m级的氧化钴、电池级碳酸锂、分析纯级T12添加剂在高能球磨机中进行混合，混合比例为523三元正极材料:氧化钴:碳酸锂:Ti02= 100:1:1.1: 5X 10 _4，混料球重量:物料重量=1:2，混合样品取出用蒸馏水洗净，在900-1000°C空气气氛中烧结10小时，烧结后样品取出研磨，得到成品。
[0007]优选地，所述步骤一中烧结温度为650°C，步骤二中烧结温度为950°C。
[0008]本发明通过将常规的523三元材料与钴酸锂的前躯体一一氧化钴、碳酸锂以及添加剂Ti源一一T12,通过高能球磨机进行混合，使其进行与反应，而后在高温下进行热处理，获得高性能的混合正极材料，拥有良好的首次放电比容量及良好的循环保持率；其中高能球磨时的与反应阶段能有效避免简单的机械三维混合所造成的元素渗透过多，影响523型三元素基体的结构以及造成材料表面包覆程度不够的缺陷。将三元材料表面进行LiCoO2的包覆，不仅可以让混合材料表现出三元材料的高放电比容量、价格低廉的优势，还可以降低材料的比表面积以及pH，减小材料在电池反应中与电解液发生的界面反应，而使用Ti的包覆则可以对混合材料表面的1^&)02部分进行改性，减小LiCoO 2纯物质与电解液的反应。
【具体实施方式】
[0009]本发明实施例的方法包括以下步骤:
[0010]步骤一，将粒度D50为10 μ m级的523型三元前躯体与电池级碳酸锂以前躯体??碳酸锂=1: 1.2的比例进行简单三维机械混合4小时，混料球重量:物料重量=1.5:1，然后在通空气的烧结炉中650°C进行烧结10小时，气流量为40L/min。冷却后进行研磨破碎，得到523三元正极材料；
[0011 ] 步骤二，将样品一与粒度D50为5 μ m级的氧化钴、电池级碳酸锂、分析纯级T12添加剂在高能球磨机中进行混合，混合比例为样品一:氧化钴:碳酸锂:T1 2 =100:1:1.1:5Χ 1θΛ混料球重量:物料重量=1: 2，使用酒精将球磨罐中注至4/5处进行球磨4小时，混合样品取出用蒸馏水洗净，在950°C空气气氛中烧结10小时，烧结后样品取出研磨，得到成品。
[0012]本发明实施例获得的正极材料经检测，结果如下:
[0013]1、颗粒 D50 大小在 11-15 μ m，比表面积< 0.3m2/g ;
[0014]2,0.2C 首次容量大于 160mAh/g ；
[0015]3、500次循环后容量保持率> 90%。
【主权项】
1.一种球磨包覆Co、Ti的三元正极材料的制备方法，其特征是:包括以下步骤， 步骤一，将粒度D50为10 μ m级的523型三元前躯体与电池级碳酸锂以前躯体:碳酸锂=1:1.2的比例进行三维机械混合，混料球重量:物料重量=1.5: 1，然后在通空气的烧结炉中600-700°C进行烧结10小时，冷却后进行研磨破碎，得到523三元正极材料； 步骤二，将523三元正极材料与粒度D50为5 μπι级的氧化钴、电池级碳酸锂、分析纯级T12添加剂在高能球磨机中进行混合，混合比例为523三元正极材料:氧化钴:碳酸锂:Ti02=100:1:1.1: 5X 10_4，混料球重量:物料重量=1: 2，混合样品取出用蒸馏水洗净，在900-1000°C空气气氛中烧结10小时，烧结后样品取出研磨，得到成品。2.根据权利要求1所述的球磨包覆Co、Ti的三元正极材料的制备方法，其特征是:步骤一中烧结温度为650 °C，步骤二中烧结温度为950 °C。
【专利摘要】本发明涉及锂离子电池正极材料的制备，具体是一种球磨包覆Co、Ti的三元正极材料的制备方法。该方法包括以下步骤：步骤一，将523型三元前躯体与电池级碳酸锂进行三维机械混合，然后在通空气的烧结炉中600-700℃进行烧结，冷却后进行研磨破碎，得到523三元正极材料；步骤二，将523三元正极材料与氧化钴、电池级碳酸锂、分析纯级TiO2添加剂在高能球磨机中进行混合，混合样品取出用蒸馏水洗净，烧结后样品取出研磨，得到成品。本发明能够对三元材料表面进行LiCoO2的包覆，并使用Ti对LiCoO2部分进行改性，能够有效提高三元正极材料多次循环容量保持率。
【IPC分类】H01M4/1391, H01M4/36
【公开号】CN104934571
【申请号】CN201510072232
【发明人】王聪
【申请人】江苏科捷锂电池有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年2月11日