多相氧化还原法制备钴酸锂前驱体的研究_习小明 - 副本

第32卷第4期2012年08月

矿冶工程

MININGANDMETALLURGICALENGINEERING

Vol．32№4August2012

多相氧化还原法制备钴酸锂前驱体的研究

习小明，廖达前

（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙410012）

①

摘要：通过多相氧化还原法制得钴酸锂前驱体。XRD分析表明：合成的前驱体具有钴酸锂的晶型特征，与标准钴酸锂XRD的特

+

征峰完全一致；扫描电镜（SEM）分析结果表明：二次粒子非常均匀，分散状态良好。同时研究了反应温度、反应时间和Li浓度等工

Li+浓度20～30g/L。得出合成该前驱体的最佳条件为：反应温度75～85℃，反应时间6～8h，艺条件对合成钴酸锂前驱体的影响，

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Li、Co摩尔比为0．7～1．0的钴酸锂前驱体。此条件下，可以合成比表面积（BET）20～50m/g，粒径100nm左右，

关键词：锂离子电池；LiCoO2正极材料；多相氧化还原法；前驱体中图分类号：TM912

文献标识码：A

文章编号：0253－6099（2012）04－0093－04

StudyonPreparationofPrecursorforLiCoO2

byMultiphaseRedoxMethod

XIXiao-ming，LIAODa-qian

（ChangshaResearchInstituteofMiningandMetallurgyCoLtd，Changsha410012，Hunan，China）

Abstract：TheprecursorforLiCoO2cathodematerialwaspreparedbymultiphaseredoxmethod．TheXRDpatternsindicatethattheprecursorisofthesamecrystalcharacteristicsofLiCoO2andfullyconsistentwiththestandardXRDpatternsofLiCoO2．TheresultsofSEMshowthesecondaryparticlesaredispersedwell．Theeffectsofprocessconditions（thereactiontemperature，thereactiontime，theLi+concentrationandsoon）onthepreparationofprecursorforLiCoO2cathodematerialshavebeenstudied，withthebestconditionsforsynthesisoftheprecursorobtainedasfollows：thereactiontemperatureis75～85℃，thereactiontimeis6～8handtheLi+concentrationis20～30g/L．Undertheseconditions，theprecursorwithBETof20～50m2/g，particlesizeofabout100nmandLi，Comolarratioof0．7～1．0hasbeensynthesized．

Keywords：Li-ionbattery；LiCoO2cathodematerial；multiphaseredoxmethod；precursor多相氧化还原法制备钴酸锂就是用硫酸钴、

氯化钴或其它钴盐作原料生成氢氧化亚钴沉淀之后，再加入氢氧化锂、氯化锂等锂盐，氧化氢氧化亚钴得到钴酸锂前驱体；将前驱体在特定的干燥设备中进行干

在一定的烧结制度下进行烧结，再经过适当的后燥后，

在水溶液处理得到产品钴酸锂。该方法最大特点是，

中直接获得了具有层状结构的LiCoO2，大大提高了材，料的均匀性。与现有文献报道的其它方法相比

多相氧化还原法制备钴酸锂在技术与成本两方面都具有较大的优势。从技术方面看，该方法利用多相反应的新原理，在水溶液中实现了嵌锂反应，合成了超微的具有钴酸锂晶型的前驱体，其比表面积达30～50m2/g，一次粒径为30nm左右，这种前驱体不仅在成分上非常均匀，还具有良好的烧结活性，可以降低烧结温

为生产高质量的钴酸锂产品提供度和缩短烧结时间，

①

［3－9］

［1－2］

了可靠的保障。从成本方面看，多相氧化还原法制备钴酸锂新工艺的钴源不是高价位的四氧化三钴或氧化

而是价格相对较低的金属钴或钴盐，故可以较大亚钴，

幅度地降低生产成本，提高产品的竞争力。

本文研究多相氧化还原法制备钴酸锂前驱体，包括温度、浓度等因素对合成反应的影响、反应过程中产物形态的变化、反应机理等。

1实验部分

硫酸钴（CoSO4·7H2O）经过溶解与净化制得合

格的钴盐溶液，加入过量的氢氧化钠溶液，通入空气，生成氢氧化亚钴沉淀。然后在反应温度50～90℃、

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反应时间1～10h的条件下，在反应器中加入Li浓度

进行氧化嵌锂反应，反为5～28g/L的氢氧化锂溶液，

04-17收稿日期：2012-：（作者简介习小明1962－），男，江西新余人，教授级高级工程师，博士，主要从事冶金和新型功能材料的研究。