锂离子动力电池用钴镁氧化物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子动力电池技术领域，即其中一种裡动力电池用钻儀氧化物的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 随着市场对个性化裡离子电池的迫切需求，相关领域的专家越来越重视清洁能源 及储能材料的新技术新工艺的开发。个性化裡离子动力电池因其具有高比能量、高安全性、 可再生等良好特性，引起了人们的极大关注。特别的汽车工业在全球普通人群中的发展普 及，为了避免汽油车产生的尾气对大气的影响，为电动汽车的发展提供的广阔的前景，从而 为其所使用的个性化动力裡离子电池用正极材料及其前驱体的需求将会带来极大的需求。
[0003] 目前普通动力裡离子电池前驱体主要有四氧化=钻、=氧化二儘、径基憐酸铁、氧 化钻儀，径基儀钻儘，幾基钻儀儘、渗儀四氧化=钻等等，其制备的工艺路线，按照制备形态 分为湿法、干法、或者二者串并兼具。按照制备的化学机理有化学沉淀法、电化学法、氧化还 原法、复分解反应及运几种机理的综合等，主反应过程的揽拌方式有气体鼓泡法、推进揽拌 法、外力阻尼法等一种或者几种兼具，制备过程的助剂有氨基化合物、锭盐等一种或者多种 同时兼用，根据相关资料显示，运些技术在裡离子动力电池正极材料前驱体钻儀氧化物制 备方法的应用中存在如下问题：（1)机械渗和不均匀，制得的材料仍然无法消除过渡元素 如钻等与裡离子之间带来的错位现象，晶体结构仍然不稳定，晶格容易变形，W至其他的原 子、电子、离子迁移困难或者不均匀；(2)所得材料还因过渡元素如钻等与裡离子的错位， 引起容量保持率低、平台衰减快等电化学性能差，使用寿命短；（3)有的湿法制备过程产生 对环境有害的氨（N册）、氨氮化合物（NH+)等；(4)生产成本大且能耗高。
[0004] 因此，现在需要开发一种清洁生产、操作简便的制备裡离子动力电池用钻儀氧化 物的制备方法及制备的产品。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的在于，提供了一种清洁生产、操作简便、可控性高的裡离子动力电池 用钻儀氧化物的制备方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：该裡离子动力电池用钻儀氧化物 采用共沉淀法制备，具体步骤如下：
[0007] (1)生成络合物：取一定比例的钻盐和儀盐溶于水，形成钻盐和儀盐的混合水溶 液；在所述混合水溶液中加入稳定剂混合并揽拌使其混合均匀，得到具有络合物的反应溶 液；
[0008] (2)纯化处理：分别将步骤（1)中所得到的具有络合物的反应溶液和反应所需的 沉淀剂放入无磁箱式滤干器中进行净化处理；
[0009] 做共沉淀反应：将步骤似中经过纯化处理后的反应溶液和沉淀剂同时加入反 应容器中进行沉淀反应，均匀地共沉淀，形成浆料；所述反应容器为兼具径向流和轴向流的 反应容器；
[0010] (4)除杂处理：将步骤做中所得到的浆料在水中进行多次浸洗，除去无机盐、稳 定剂等杂质，得到类球形钻儀氨氧化物基体；
[0011] (5)干燥定性：将步骤（4)中所得到类球形钻儀氨氧化物基体在一定溫度下在空 气气氛中进行干燥定性；
[0012] (6)重构优化：将步骤巧）中所得到类球形钻儀氨氧化物基体进行高溫重构优化， 从而得到裡离子动力电池用钻儀氧化物。
[0013] 采用上述技术方案，一定摩尔浓度的钻盐、儀盐按照一定比例配比，在一定溫度、 流量、PH值、揽拌速度等条件下和存在有稳定剂的混合物的体系下，在兼具径向流和轴向 流的反应容器中，与沉淀剂进行化学沉淀反应，从而形成氨氧化钻、氨氧化儀的原子级均 匀混合物而沉淀，然后通过低溫干燥脱水，高溫重构优化，形成了钻儀氧化物，分子式为 C〇xMg(ix)〇2(0. 9《X<1);其中首先配制反应溶液时通过稳定剂与钻盐、儀盐先形成了络合 物，具有一定的稳定性，并且运样控制了沉淀速度，防止了沉淀颗粒的松散状态，从而提高 了最终所制备的裡离子动力电池用钻儀氧化物的松装密度和振实密度；纯化处理的主要作 用是有利于后续反应的稳定和改善后续产品的电化学性能；该制备方法通过均相嵌入儀原 子取代部分钻原子来消除因过渡金属钻离子与裡离子的错位和钻氧化物的较小晶胞体积 的问题；且通过提高振实密度和质量比能量来消除因儀元素引入所降低的钻离子数量；从 而提高氧钻裡系裡离子电池体积比容量、循环寿命、高溫稳定性等电化学性能；所制得的 裡离子动力电池用钻儀氧化物由于钻儀各元素分布均匀，由于儀氧键的嵌入，使材料中过 度元素与裡离子错位现象消除，并且与裡离子可错位的钻裡离子数量减少，运样其所制成 的裡电池正极的电性能优，放电平台不容易衰减，耐大电流充放和过充放，使用寿命长。采 用上述技术方案，获得的裡离子动力电池用钻儀氧化物的平均粒径8~15ym，振实密度 2. 2~2. 8g/cm3;钻、儀的摩尔比为9~10 :0. 1~3。
[0014] 进一步改进在于，所述步骤（1)中的所述稳定剂为巧樣酸QAA或/和班巧酸 〇4&〇4;所述钻盐为氯化钻、硝酸钻、硫酸钻的一种或多种混合；所述儀盐为氯化儀或/和硝 酸儀。所采用的钻盐与儀盐均是无毒无副作用的，所采用的稳定剂巧樣酸和班巧酸C4&〇4中 均无含氨基团，运样避免了后续生产过程中氨氮的生成和排放，保护了环境W及避免了对 操作者的身体的伤害。
[0015] 进一步改进在于，所述步骤（1)配制的所述反应溶液中的钻离子和儀离子的总浓 度为40~130g^，且所述钻盐和儀盐与所述稳定剂的总重量之比为100 :1~1. 5。
[0016] 进一步改进在于，所述步骤（1)中所述钻盐和儀盐与所述稳定剂混合后的揽拌时 间为1~化。为了使稳定剂更好的与钻盐、儀盐形成络合态，通常将稳定剂与钻盐、儀盐的 水溶液混合后揽拌1~化，确保溶液中的钻盐、儀盐与稳定剂充分接触。
[0017] 进一步改进在于，所述步骤（2)中的所述沉淀剂为氨氧化钢或/和氨氧化钟。
[0018] 进一步改进在于，所述步骤（2)中纯化处理的时间为2~化。纯化处理时间过长 或过短均不利于后续的沉淀反应，经过大量实验证明，该处理时间对后续的沉淀反应最为 有利。
[0019] 进一步改进在于，所述步骤（3)中所述反应溶液向反应容器中添加的速度为1~ 2LA，同时所述沉淀剂向反应容器中添加的速度为0. 5~ILA;并确保所述反应溶液与所 述沉淀剂在所述反应容器内处于径向和轴向运动，径向流为300~400转/min,轴向流为 500~600转/min;调节抑为9~12,反应溫度为70~85°C，反应时间为10~20h;使得 钻离子和儀离子在稳定剂的作用下，均匀地共沉淀，形成浆料。沉淀反应必须确保反应容器 内的物料处于高线性切削力的径向和超轴向端流运动环境；且必须在超强多维的体系内进 行，确保料液迅速分散并为颗粒均匀长大创造环境；因此，控制了径向流和轴向流的速度； 此外向反应容器中添加反应溶液和沉淀剂的速度应控制在一定范围，沉淀剂添加的速度过 快，粒度难W控制或者容易包裹其他杂质，速度过小，沉淀时间过长，影响效率；同时沉淀剂 的加入量也是为了调节反应的抑值。
[0020] 进一步改进在于，所述步骤（4)除杂处理中的水的溫度为85~95°C。除杂处理主 要的作用是有利于除去在反应过程中生成的钢基或钟基有机物等杂质，因此除杂处理中的 水的溫度由所含杂质的种类决定的，除杂处理中的水的溫度过高或过低均可能引起某些杂 质无法去除，而此溫底可W将反应过程中生成的少量钢基或钟基有机物在此溫度下，容易 清洗干净。
[0021] 进一步改进在于，所述步骤巧）中将所述类球形钻儀氨氧化物基体放入干燥箱， 溫度设置为110~230°c，压力为0~0. 02Mpa，氧气体积百分含量15~20%的空气气氛条 件下干燥且热定性，反应时间为1. 5~化。
[0022] 进一步改进在于，所述步骤化）中对干燥定性后的类球