钴酸锂的合成
210979052_固相合成法制备钴酸锂正极材料的关键技术介绍
2022年 12月下 世界有色金属165固相合成法制备钴酸锂正极材料的关键技术介绍甄薇薇（有色金属技术经济研究院有限责任公司，北京 １０００８０）摘 要：钴酸锂是一种重要的锂离子电池正极材料，钴酸锂具有工作电压高、能量密度及压实密度大、循环寿命较长、无记忆效应等优势，已得到广泛应用。
钴酸锂正极材料在３．００Ｖ~４．２５Ｖ电压范围内进行充放电工作时较为稳定，当电压高于 ４．２５ Ｖ时，锂离子电池的循环性能会出现快速的衰减，导致电池容量衰减、副反应加剧等问题。
因此，钴酸锂正极材料的制备方法尤其重要，目前产业化制备钴酸锂正极材料的方法为固相合成法。
本文从固相合成法的关键技术点出发，总结了固相合成法制备钴酸锂正极材料的原料、工艺参数、改性技术。
关键词：钴酸锂；固相合成；工艺；掺杂；包覆；掺杂－包覆中图分类号：ＴＧ１４６．２＋６３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）２４－０１６５－３Introduction of key technologies for preparing lithium cobalate cathode materials by solid state synthesisZHEN Wei-wei（Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８０）Abstract: Ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ． Ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｗｏｒｋｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ， ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｌｏｎｇ ｃｙｃｌｅ ｌｉｆｅ， ａｎｄ ｎｏ ｍｅｍｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ， ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ． Ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｍｏｒｅ ｓｔａｂｌｅ ｗｈｅｎ ｃｈａｒｇｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ３．００Ｖ~４．２５Ｖ， ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ４．２５Ｖ， ｔｈｅ ｃｙｃｌｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｗｉｌｌ ｒａｐｉｄｌｙ ｄｅｃａｙ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ａｇｇｒａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｓｓｕｅｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｔａｒｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ， ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Keywords: ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ， ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， ｐｒｏｃｅｓｓ， ｄｏｐｉｎｇ， ｃｏａｔｉｎｇ， ｄｏｐｉｎｇ－ｃｏａｔｉｎｇ收稿日期：２０２２－１０作者简介：甄薇薇，女，生于１９９１年，蒙古族，内蒙古通辽人，硕士研究生，工程师，专业：材料工程。
锂离子电池工艺配料
锂离子电池工艺配料配料过程实际上是将浆料中的各类构成按标准比例混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，保证极片的一致性。
配料大致包含五个过程，即：原料的预处理、掺与、浸湿、分散与絮凝。
1.1正极配方（LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔））LiCoO2(10μm):93.5%；其它：6.5%如Super-P:4.0%；PVDF761:2.5；NMP（增加粘结性）:固体物质的重量比约为810:1496a) 正极黏度操纵6000cps(温度25转子3)；b) NMP重量须适当调节，达到黏度要求为宜；c) 特别注意温度湿度对黏度的影响●钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池提高锂源。
钴酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50通常为6-8 μm，含水量≤0.2%，通常为碱性，PH值为10-11左右。
锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50通常为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。
●导电剂：提高正极片的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性。
提高正极片的电解液的吸液量，增加反应界面，减少极化。
非极性物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值~300，粒径通常为2-5 μm；要紧有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时通常选择超导碳黑与石墨乳复配；通常为中性。
●PVDF粘合剂：将钴酸锂、导电剂与铝箔或者铝网粘合在一起。
非极性物质，链状物，分子量从300000到3000000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。
●NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。
●正极引线：由铝箔或者铝带制成。
1.2负极配方（石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔））负极材料：94.5%；Super-P:1.0%；SBR:2.25%；CMC:2.25%水：固体物质的重量比为1600:1417.5a)负极黏度操纵5000-6000cps(温度25转子3)b)水重量需要适当调节，达到黏度要求为宜；c)特别注意温度湿度对黏度的影响2.正负极混料★石墨:负极活性物质，构成负极反应的要紧物质；要紧分为天然石墨与人造石墨。
钴酸锂电池工作原理
钴酸锂电池工作原理钴酸锂电池是一种新型的锂离子电池，它在电动汽车、移动设备等领域具有广泛的应用前景。
那么，钴酸锂电池的工作原理是什么呢？我们需要了解一下钴酸锂电池的基本结构。
钴酸锂电池由正极、负极、电解质和隔膜四部分组成。
正极通常采用LiCoO2（锂钴氧化物）、负极采用石墨或石墨烯等材料，电解质则是通过溶解锂盐在有机溶剂中得到的。
隔膜则是用来隔离正负极，防止短路。
在钴酸锂电池充放电过程中，正极的LiCoO2会释放出锂离子（Li+），同时负极的石墨会吸收这些锂离子。
而在放电过程中，正负极的反应则相反，负极释放的锂离子被正极吸收。
这种正负极之间锂离子的往复迁移，就是钴酸锂电池的工作原理。
在充电过程中，正极发生以下反应：LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-而负极发生以下反应：xLi+ + xe- + 6C → Li6C在放电过程中，正极和负极的反应则是反向进行的。
钴酸锂电池的电解质起着导电和传递锂离子的作用。
在充电和放电过程中，电解质中的锂离子会随着电流的变化向正负极迁移，完成电荷传递。
而隔膜则是用来隔离正负极，防止短路，同时也要具备较好的离子传导性能。
总的来说，钴酸锂电池的工作原理就是利用正负极之间的锂离子在充放电过程中的往复迁移来实现电荷的传递。
通过这种方式，钴酸锂电池能够存储并释放电能，满足各种电子设备和电动汽车的需求。
除了工作原理外，钴酸锂电池还有一些优点，比如能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等。
但是也存在一些缺点，如成本高、安全性问题等，需要不断进行研究和改进。
总的来说，钴酸锂电池作为一种新型的锂离子电池，在未来将有着广阔的发展前景。
通过不断的技术创新和改进，钴酸锂电池将会在电动汽车、移动设备等领域发挥越来越重要的作用。
希望未来能够看到钴酸锂电池的更多应用和突破，为人类社会的可持续发展做出贡献。
钴酸锂层状结构
钴酸锂层状结构钴酸锂是一种重要的无机材料，具有层状结构，其在电池、储能和催化等领域有广泛的应用。
本文将对钴酸锂层状结构进行全面详细、完整且深入的介绍。
1. 钴酸锂的基本概述钴酸锂（LiCoO2）是由锂、钴和氧三种元素组成的无机化合物，具有具有独特的层状结构。
钴酸锂的化学式为LiCoO2，其中钴以高价态+3存在。
它是一种立方晶系的化合物，晶格参数为a=2.838 Å。
钴酸锂在室温下是一种黑色固体，有较高的比表面积和极化率。
2. 钴酸锂层状结构的组成钴酸锂层状结构由钴、锂和氧原子组成。
在结构中，钴原子与六个氧原子配位形成八面体结构，其中四个面被锂原子占据。
每个钴原子由六个氧原子周围的八个八面体共享形成八面体的同心八面体结构。
这种特殊的结构使得钴酸锂层状结构具有很好的离子导电性和电子导电性。
3. 钴酸锂层状结构的性质3.1 离子导电性钴酸锂层状结构中的锂离子在层与层之间的间隙中游离，能够快速地沿着层面移动。
这使得钴酸锂可以作为电池正极材料，用于锂离子电池中。
离子导电性的优秀性质使得钴酸锂能够在电池放电和充电过程中高效地储存和释放锂离子。
3.2 电子导电性钴酸锂层状结构中的钴原子与氧原子形成的八面体框架可以形成电子传导通道。
这种电子导电性使得钴酸锂在催化反应中具有良好的电催化性能。
3.3 结构稳定性钴酸锂层状结构中的离子和电子之间的相互作用使得结构具有较高的稳定性。
这种稳定性使得钴酸锂在高温和高电流密度下都能保持结构的完整性，并具有较长的使用寿命。
4. 钴酸锂层状结构的应用4.1 锂离子电池钴酸锂是最常用的锂离子电池正极材料之一。
其层状结构提供了良好的离子和电子传导通道，使其在锂离子电池中具有较高的电荷和放电性能。
钴酸锂的应用包括移动电子设备、电动汽车、储能系统等。
4.2 催化反应钴酸锂层状结构中的钴具有良好的电催化性能，可用于氧还原反应、水电解和二氧化碳还原等催化反应。
层状结构提供了更多的反应活性位点，使得钴酸锂具有较高的催化活性和稳定性。
关于钴酸锂电池原料的介绍
关于钴酸锂电池原料的介绍一、什么是钴酸锂电池原料钴酸锂电池原料是指一种制造锂离子电池中正极材料的关键物质。
它由钴（Co）、锂（Li）和氧（O）元素组成，化学式为LiCoO2。
这种化合物具有优异的电化学性能和较高的能量密度，因此在电池制造领域得到广泛应用。
二、钴酸锂电池原料的组成与结构钴酸锂电池原料的化学式可以表达为LiCoO2。
这个简洁的化学式背后隐藏着丰富的信息。
具体来说，它由锂离子（Li+）和钴酸根离子（CoO2-）组成。
其中，钴酸根离子由一个钴原子和两个氧原子构成。
在结构方面，钴酸锂电池原料具有层状结构。
钴酸根离子排列在平行的层中，锂离子插入这些层之间的间隙中。
这种层状结构使得钴酸锂电池原料具有良好的离子扩散性能和稳定的结构。
三、钴酸锂电池原料的优点1. 高能量密度：钴酸锂电池原料具有较高的比容量，即单位质量可储存的电量较大，因此能够实现电池体积的缩小，为电子产品提供更高的能量密度。
2. 高工作电压：钴酸锂电池原料的工作电压通常为3.7伏特，相比于其他材料的电压范围，可以更好地满足电子产品对电压的需求。
3. 长循环寿命：相比其他材料，钴酸锂电池原料具有较好的循环寿命，即在充放电循环过程中，电池的性能变化相对较小，能够保持较长时间的使用寿命。
4. 环境友好：钴酸锂电池原料相对于一些其他材料，如镍镉电池原料，具有较低的环境污染性，更加符合环保要求。
四、钴酸锂电池原料在电池中的应用钴酸锂电池原料是制造锂离子电池中最常用的正极材料之一。
锂离子电池广泛应用于移动通信设备、电子产品、电动工具、电动车辆等领域。
在电池的充放电过程中，钴酸锂电池原料可以发生锂的嵌入与脱嵌反应，从而释放、储存和传递电能。
这使得锂离子电池具有快速的充电和放电速度，适应多种不同应用场景的需求。
随着电动车辆市场的快速增长和可再生能源的推广应用，对于钴酸锂电池原料的需求不断增加。
为了提高电池的能量密度和循环寿命，科研人员也在不断探索改进钴酸锂电池原料的方法。
锂离子电池生产工艺流程详解
锂离子电池生产工艺流程详解锂离子电池作为目前最常用的电池类型之一，其生产工艺已经非常成熟。
它的生产工艺需要许多步骤和环节，下面我们来详细了解一下锂离子电池生产工艺流程。
一、电池正负极材料制备1.正极材料制备锂离子电池的正极材料通常有三种：钴酸锂、锰酸锂和三元材料。
这些材料需要通过化学方法和物理方法进行制备。
钴酸锂制备：将钴碳酸和碳酸锂一起加入反应釜中，加入稀酸和腐蚀剂煮沸反应，然后蒸发水分得到钴酸锂。
锰酸锂制备：将锰碳酸和碳酸锂一起加入反应釜中，加入稀酸和腐蚀剂煮沸反应，然后蒸发水分得到锰酸锂。
三元材料制备：将镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂混合在一起，加入稀酸和腐蚀剂煮沸反应，然后蒸发水分得到三元材料。
2.负极材料制备锂离子电池的负极材料通常为石墨，制备方法为：将天然石墨研磨成粉末，然后加入粘合剂、导电剂等材料，混合均匀后进行成型。
二、电池组件制备1.正负极片制备将正极材料和负极材料分别涂覆在铝箔和铜箔上，然后将它们一层一层叠合在一起，形成正负极片。
2.隔膜制备将聚丙烯材料加入溶剂中，制成聚丙烯膜，然后在聚丙烯膜表面涂覆聚合物电解质，制成隔膜。
3.电解液制备锂离子电池的电解液通常为有机溶剂，例如碳酸二甲酯、碳酸乙酯等。
电解液还需要添加锂盐，通常为氟化锂或磷酸锂等物质。
三、电池组装1.正负极片堆叠将正负极片和隔膜一层一层堆叠，形成电池芯。
2.注入电解液将电池芯浸泡在预先准备好的电解液中，使电解液充分渗透到电池芯中。
3.封口在注入电解液后，需要对电池进行封口，避免电解液泄漏。
四、成品测试将已经组装好的电池进行各种测试，如容量测试、内阻测试、循环寿命测试等。
五、包装和出厂将测试合格的电池进行包装，如塑料、纸盒等包装，然后成品出厂。
以上就是锂离子电池生产工艺的详细流程，生产工艺环节多且繁琐，需要高度的科学精神和技术水平的支持。
因此，锂离子电池生产工艺的研究和提升，对于电池的性能和使用效果都有非常重要的影响。
锂离子电池的发展历程虽然只有30多年，但其在可再生能源、电子产品、电动汽车等领域的应用增速却是非常迅猛的。
湿化学方法合成LiCoO_2的研究进展
溶胶- 凝胶法是近年来新兴的一种材料合成方 法, 它已广泛地应用于钨钛石型氧化物和尖晶石型 氧化物等的合成。 据周运鸿[ 10] 等报道, 首先将按一定比例配制的 LiNO3 和 CoNO 3 混合 溶液加入到合成 的聚丙烯酸 中, 得到透明的溶胶, 然后对溶胶进行减压脱水, 真 空干燥和常压干燥后得到干凝胶前体。将干凝胶首 先在 450 氮气气氛中进行降解, 最后 450~ 750 进行高温处理, 得到最终样品。采用这种方法合成 的正极材料具 有初始容 量高和循 环性能 理想的优 点, 且合成的温度相对较低。 夏熙[ 11] 等将 0 3 mol/ L L iAc 溶液在剧烈搅拌 下迅速加到 0 3 mol/ L Co( CHCOO) 2 溶液中, pH 5, 用 1 mol/ L NH 4 OH 溶液调节 pH 8, 搅拌 20~ 30 min, 得蓝色溶胶 , 在 40~ 50 干燥, 得红色湿凝胶 , 再在 110 左右减压脱水得紫红色干凝胶。用玛瑙 、 500 、 600 研钵磨细 , 分别置于马弗炉中于 400
[ 17]
G M Ehrlish, C M arsh low - cost Lightweight rechargeable lit hium ion batt eries[ J] Journal of Power Sources, 1998, 73: 224- 228 钟俊辉 - 177 G X Wang, Y Ch en, K K oust ant inov Invest igat ion of cobalt ox ides as anode mat erials for Li- ion bat t eries[ J ] Journal of Pow er Sources, 2002, 109: 142- 147 锂离子电池的正极材料 [ J] 电源技术 , 1998, ( 4) : 174
单晶高电压钴酸锂
单晶高电压钴酸锂
单晶高电压钴酸锂是一种具有重要应用潜力的材料。
它在电池领域有着广泛的应用，特别是在锂离子电池中，其优异的性能使其成为研究的热点之一。
让我们来了解一下单晶高电压钴酸锂的基本特性。
单晶高电压钴酸锂具有较高的电压平台和较长的循环寿命，这使得它成为一种理想的正极材料。
与传统的钴酸锂材料相比，单晶高电压钴酸锂具有更高的比容量和更好的循环稳定性，这使得电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命。
单晶高电压钴酸锂的制备主要通过化学合成方法进行。
通过合适的反应条件和控制参数，可以得到具有良好结晶性和单晶形貌的钴酸锂晶体。
这种单晶结构具有更好的离子传导性能和更高的电化学活性，从而提高了电池的整体性能。
在锂离子电池中，单晶高电压钴酸锂作为正极材料，其结构具有层状结构。
锂离子在充放电过程中在层状结构之间进行插入和脱出，从而实现电池的充放电过程。
单晶高电压钴酸锂具有更好的层状结构稳定性和更高的锂离子扩散速率，这使得电池具有更高的能量输出和更好的充放电性能。
除了在锂离子电池中的应用，单晶高电压钴酸锂还可以用于其他领域。
例如，它可以作为光催化材料，用于光电转换和光催化反应。
此外，它还可以应用于传感器、电化学储能器件等领域。
单晶高电压钴酸锂作为一种重要的材料，在电池和其他领域都具有广泛的应用前景。
通过进一步研究和开发，相信单晶高电压钴酸锂将在能源领域发挥更大的作用，为人类的生活和工作带来更多的便利和创新。
锂电池各个体系性能参数
锂电池各个体系性能参数钴酸锂1.钴酸锂的概述1992年SONY公司商品化锂电池问世，由于其具有⼯作电压⾼、能流密度⾼、循环压寿命长、⾃放电低、⽆污染、安全性能好等独特的优势，现已⼴泛⽤作移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源。
并已在航天、航海、⼈造卫星、⼩型医疗仪及军⽤通讯设备中逐步发展成为主流应⽤的能源电池。
Sony 公司推出的第⼀块锂电池中，正极材料是钴酸锂，负极材料为碳。
其中，决定电池的可充电最⼤容量及开路电压的主要是正极材料。
因此我国现有的⽣产正极材料公司，产品⼏乎全部是钴酸锂。
与钴酸锂同属 4伏正极材料的候选体系有镍酸锂和锰酸锂两⼤系列，这两个系列材料在性能上各有长短，锰酸锂在原料价格上优势明显。
但在容量和循环寿命上存在不⾜。
钴酸锂的实际使⽤⽐容量为 1 30mAh／g ，循环次数可达到 300⾄500次以上：⽽锰酸锂的实际⽐容量在 100mAh / g左右，循环次数为100⾄200次。
另外，磷酸铁锂电池有安全性⾼。
稳定性好、环保和价格便宜优势，但是导电性较差，⽽且振实密度较低。
因此其在⼩型电池应⽤上没有优势。
国内钴酸锂市场需求变化呈现典型的中国市场特征，历史较短，但发展较快，多数企业在很短时间进⼊，但⽣产企业规模不⼤，产品主要集中在中低档。
2002年，国内钴酸锂材料市场需求量为 2400吨，⼤多数产品依靠进⼝，但随着国内主要⽣产企业的投产，产能和需求量得到了极⼤的提升， 2006 年需求量达到 6500 吨， 2008年需求量接近 9000吨。
2001 年全球主要⽣产⾼性能钴酸锂、氧化钴材料的⽣产企业是⽐利时 Umicore 公司，美国OMG⼝ FMC公司，⽇本的SEIMEI和⽇本化学公司等国外企业。
另外台湾地区的台湾锂科科技公司也是重要的⽣产企业。
⽽国内的⽣产企业为北京当升科技、湖南瑞翔、中信国安盟固利、北⼤先⾏和西安荣华等。
这些⽣产企业有些是从科研机构孵化⽽来，有些是具有上有资源优势的企业。
高温烧结法制备改性钴酸锂的研究
高温烧结法制备改性钴酸锂的研究卢道焕;李春流;林乔青;卢伟胜;黎光旭【摘要】Based on the sintering method,LiCoO2 was doped and coated by different sintering processes.Through SEM,BET,TD and electrochemical property analysis,it's found that the doped and coated LiCoO2 under high temperature obtains the optimal electrochemical performance,the specific capacity is up to 171.9 mAh/g,the discharge platform is 50 min and the capacity decay is only 3.8％ after 100 cycles.%采用固相烧结法,在不同烧结工艺条件下对LiCoO2掺杂、包覆改性处理.采用SEM、比表面积、振实密度以及电性能分析,发现高温条件下掺杂、包覆的钴酸锂获得最优的电化学性能,比容量可达171.9 mAh/g,1 C3.6V放电平台为50 min,1 00周循环后容量衰减只有3.8％.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)002【总页数】3页(P202-204)【关键词】钴酸锂;高电压;改性;高温烧结【作者】卢道焕;李春流;林乔青;卢伟胜;黎光旭【作者单位】中信大锰矿业有限责任公司崇左分公司,广西南宁532200;中信大锰矿业有限责任公司崇左分公司,广西南宁532200;中信大锰矿业有限责任公司崇左分公司,广西南宁532200;中信大锰矿业有限责任公司崇左分公司,广西南宁532200;中信大锰矿业有限责任公司崇左分公司,广西南宁532200;广西大学物理科学与工程技术学院广西高校新能源材料及相关技术重点实验室,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TM912.9当前高端3C电子产品的功能越来越强大，但与传统产品相比，耗电量也急剧上升，消费者对电池续航能力的要求越发苛刻，电池市场上急需一种高能量密度正极材料的出现[1-2]。
锂电池正极材料钴酸锂的改性研究进展_雷圣辉
作者简介:雷圣辉(1981-),男,工程师,现从事新能源材料领域技术研究工作。
锂电池正极材料钴酸锂的改性研究进展雷圣辉,陈海清,刘 军,汤志军(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)摘 要:概述了锂电池正极材料钴酸锂的结构及改性研究,通过对目前钴酸锂价格昂贵、有毒性、克容量只有理论值的一半等缺点进行分析,叙述了采用掺杂进一步改善钴酸锂性能的方法。
关键词:锂离子电池;正极材料;钴酸锂;掺杂中图分类号:TM 912.9 文献标识码:A 文章编号:1003-5540(2009)05-0037-06 自从1990年SON Y 采用可以嵌锂的钴酸锂做正极材料以来,锂离子电池满足了“非核能能源”开发的需要,同时具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、重量轻、无记忆效应、环境污染少等特点,现成为世界各国电源材料研究开发的重点[1～3]。
锂离子电池已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源,并在电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、UPS 电源、医疗仪器电源以及宇宙空间等领域具有重要作用[4～5]。
正极材料作为决定锂离子电池性能的重要因素之一,研究和开发更高性能的正极材料是目前提高和发展锂电池的有效途径和关键所在。
目前,已商品化的锂电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等,而层状钴酸锂正极材料凭借其电压高、放电平稳、生产工艺简单等优点占据着市场的主要地位,也是目前唯一大量用于生产锂离子电池的正极材料[6～8]。
1 钴酸锂的结构及制备钴酸锂具有三种物相,即层状结构的H T -Li -CoO 2,尖晶石结构的LT -LiCoO 2和岩盐相Li -CoO 2[9]。
层状LiCoO 2中氧原子采取畸变的立方密堆积,钴层和锂层交替分布于氧层两侧,占据八面体空隙;尖晶石结构的LiCoO 2氧原子为理想立方密堆积排列,锂层中含有25%钴原子,钴层中含有25%锂原子。
岩盐相晶格中Li +和Co3+随机排列,无法清晰辨出锂层和钴层。
钴酸锂正极材料软化学合成法的关键技术介绍
95管理及其他M anagement and other钴酸锂正极材料软化学合成法的关键技术介绍甄薇薇（有色金属技术经济研究院有限责任公司，北京 100080）摘 要：目前产业化生产钴酸锂正极材料的方法主要为固相合成法，但该方法存在烧结温度高、烧结时间长、能耗大等缺陷，而软化学合成法制备钴酸锂正极材料具有原料成分混合均匀、反应温度低、反应时间短、制得的产品粒度均一性好、利于合成微纳米材料等优势，但软化学合成法存在需处理有机物、难以大面积生产、需处理废水等问题，导致目前国内无法采用软化学合成法大规模生产钴酸锂正极材料，如果能够克服软化学合成法存在的缺陷，则采用软化学合成法制备钴酸锂正极材料可以提高生产效率、大幅度降低生产成本且该方法制备的产品均匀性好。
本文从软化学合成法的关键技术出发，总结了软化学合成法制备钴酸锂正极材料的所需原料、工艺参数、改性技术。
关键词：钴酸锂；溶胶凝胶法；化学共沉淀法；络合剂法；改性中图分类号:TM912.9 文献标识码： A 文章编号：11-5004（2021）21-0095-2收稿日期：2021-11作者简介：甄薇薇，女，生于1991年，蒙古族，内蒙古通辽人，硕士研究生，工程师，研究方向：材料工程。
锂离子电池由于具有工作电压高、压实密度大、循环寿命长、工作温度范围宽、无污染等优点，目前不仅广泛应用于汽车用动力电池、3C 电子产品等领域，而且有望为未来储能做出贡献。
锂离子电池正极材料主要包括一元金属锂氧化物、二元金属锂氧化物、三元金属锂氧化物、磷酸亚铁锂等，一元金属锂氧化物中的钴酸锂作为正极材料制作成锂电子电池具有体积小、电量大、待机时间长等优势，得到了广泛应用。
钴酸锂正极材料的合成方法主要包括固相合成法和软化学合成法，目前产业化的生产方式主要是固相合成法，但固相合成法存在烧结温度高、烧结时间长、能耗大等缺陷，因此，软化学合成法制备钴酸锂正极材料得到了广泛研究。
1 钴酸锂正极材料软化学合成法的关键技术软化学合成法根据钴酸锂正极材料前驱体制备方法的不同，又主要分为溶胶-凝胶法、化学共沉淀法、络合剂法。
钴酸锂电池原理
钴酸锂电池原理一、钴酸锂电池简介钴酸锂电池是一种高能密度、轻巧且环保的二次电池，广泛应用于移动电子设备、电动车等领域。
本文将详细介绍钴酸锂电池的原理。
二、钴酸锂电池构造钴酸锂电池由正极、负极、隔膜和电解液等部分组成。
2.1 正极正极是钴酸锂电池的重要组成部分，其中的钴酸锂材料能够提供正极活性物质。
同时，正极也必须具备良好的导电性和稳定性。
2.2 负极钴酸锂电池的负极通常由石墨材料构成，石墨材料具有良好的导电性和循环稳定性。
负极的主要作用是储存和释放锂离子。
2.3 隔膜隔膜是正极和负极之间的隔离层，防止两者直接接触。
隔膜能够让锂离子穿过，同时阻止电解液中的其他物质交叉扩散，确保电池的安全性能。
2.4 电解液电解液是钴酸锂电池中的重要组成部分，通常由有机溶剂和锂盐混合而成。
电解液能够提供锂离子的传递通道，并且保持正极和负极之间的电中性。
三、钴酸锂电池的工作原理钴酸锂电池的工作原理可以分为充电和放电两个过程。
3.1 充电过程在充电过程中，外部电源通过电解液向正极供电，正极中的钴酸锂（LiCoO2）逐渐被氧化，氧化过程中释放出锂离子（Li+）。
同时，电流从负极流入电源，负极中的石墨材料被锂离子还原，将锂离子储存在层状结构中。
3.2 放电过程在放电过程中，正极中的钴酸锂被锂离子还原，释放出电子，在外部电路中产生电流供应电器设备。
同时，负极中的石墨材料释放储存在其中的锂离子，供应给正极。
四、钴酸锂电池的优缺点4.1 优点1.高能量密度：钴酸锂电池具有较高的能量密度，能够储存更多的电能，延长设备使用时间。
2.长循环寿命：钴酸锂电池具有较长的循环寿命，在实际使用中能够经受多次充放电循环，维持较好的电池性能。
3.环保：钴酸锂电池采用的是无毒、无污染的材料，对环境友好。
4.2 缺点1.安全性：钴酸锂电池具有较高的能量密度，如果设计或使用不当，可能引发过热、爆炸等安全问题。
2.成本：由于钴酸锂材料的成本较高，钴酸锂电池的价格相对较高。
钴酸锂电池反应式
钴酸锂电池反应式钴酸锂电池，作为一种非常重要的二次电池，具有高能量密度、长寿命、较低自放电率和环保等优点，在电子产品、电动汽车和储能领域得到广泛应用。
钴酸锂电池的工作原理主要依赖于其中的正极材料——钴酸锂的反应。
钴酸锂电池的反应式可以用如下化学方程式表示：2LiCoO2 + C6 → Li2CoO2 + C6LiCoO2在这个反应中，正极材料钴酸锂（LiCoO2）与石墨负极（C6）发生反应，产生锂离子（Li+）和氧化钴（Co4+）。
锂离子从正极迁移到负极，同时在负极上嵌入石墨层之间的空隙中，形成锂离子的插层化合物C6LiCoO2。
这个过程是可逆的，即在充电状态下，锂离子会从负极脱嵌并返回到正极。
钴酸锂电池的反应过程可以分为充电和放电两个阶段。
在充电过程中，外部电源向电池提供电能，正极的钴酸锂发生氧化反应，氧化钴还原为Co3+或Co2+，并释放出锂离子。
同时，负极的石墨发生还原反应，接收锂离子并形成插层化合物C6LiCoO2。
在放电过程中，电池释放电能，锂离子从负极脱嵌并返回到正极，氧化钴再次还原为Co4+，恢复到初始状态。
钴酸锂电池反应式的平衡与电池的性能密切相关。
正极材料的结构和纯度、电解液的组成和浓度、负极材料的形态和质量等因素都会对反应式的平衡和电池的性能产生影响。
例如，正极材料的过氧化物含量越高，电池的容量和循环寿命就越好。
而电解液中的溶剂和添加剂的选择，可以调节电池的工作电压和电导率。
钴酸锂电池的反应式是电池工作的基础，它描述了正极和负极之间的电荷和物质传递过程。
理解和掌握这个反应式，有助于我们更好地理解钴酸锂电池的工作原理和性能表现。
在实际应用中，通过优化反应式和电池材料的配方，可以进一步提高钴酸锂电池的性能，实现更高的能量密度和更长的循环寿命，推动电动汽车和可再生能源等领域的发展。
钴酸锂电池的反应式是电池工作的核心机制，它描述了正极和负极之间的物质和电荷传递过程。
通过优化反应式和电池材料的配方，可以进一步提高钴酸锂电池的性能，推动新能源领域的发展。
钴酸锂相对分子质量
钴酸锂相对分子质量钴酸锂（LiCoO2）是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用前景。
它的相对分子质量为97.88克/摩尔。
钴酸锂是一种具有高能量密度和稳定性的正极材料，被广泛应用于锂离子电池中。
钴酸锂的高能量密度使其成为现代电子设备和电动汽车等领域的首选能源储备材料。
由于钴酸锂正极材料在锂离子电池中的重要性，相关研究和开发已经引起了广泛的关注。
在钴酸锂的合成过程中，通常采用溶胶-凝胶法或高温固相法。
溶胶-凝胶法是一种较为常用的合成方法，通过溶胶和凝胶之间的相互作用，在适当的温度下制备出纳米级的钴酸锂颗粒。
高温固相法则是将适量的钴酸和锂盐以一定的摩尔比进行混合，并在高温下进行煅烧，得到钴酸锂晶体。
钴酸锂作为锂离子电池的正极材料，具有许多优点。
首先，钴酸锂的结构稳定性好，能够在高温下保持良好的结构完整性。
其次，钴酸锂具有较高的比容量和较低的自放电率，能够提供持久的电力输出。
此外，钴酸锂具有较高的电导率，有助于提高电池的充放电效率。
然而，钴酸锂也存在一些不足之处。
首先，钴酸锂是稀有金属钴的化合物，资源有限，价格较高。
其次，钴酸锂在高温下会发生结构变化，导致电池容量下降。
此外，钴酸锂中的钴元素对环境有一定的污染风险，需要进行合理的处理和回收。
为了克服钴酸锂的不足，研究人员正在积极寻求替代材料，如锰酸锂、镍酸锂等。
这些替代材料具有更高的容量和更低的成本，有望成为下一代锂离子电池的理想正极材料。
钴酸锂作为一种重要的无机化合物，具有广泛的应用前景。
它作为锂离子电池的正极材料，在现代电子设备和电动汽车等领域发挥着重要作用。
然而，钴酸锂也存在一些不足之处，如资源有限、价格较高等。
因此，研究人员正在努力寻求替代材料，以进一步提高电池性能和降低成本。
希望在未来的研究中，能够找到更好的正极材料，推动锂离子电池技术的发展。
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层状LiCoO2的结构
LiCoO2的用途
LiCoO2在大功率锂离子电池中等到广泛 的应用，层状LiCoO2中锂离子在CoO2原子 密实层的层间进行二维运动，具有工作电 压高，充放电电压平稳，比能量高，循环 性能好等优点。
一些合成纳米LiCoO2的方法
• • • • • • • 冷冻干燥法 超声波处理 改进的燃烧合成法 声化学合成 沉淀和陈化过程 水热合成法 有机金属先驱物法
冷冻干燥法（freeze-dring） ）
将金属盐水溶液喷雾到低温有机液体中，使液 滴进行瞬时冷冻，形成冰盐共存的小固粒， 然后在低温低压下使固粒中的溶剂（水）升 华形成无水盐，再热分解制得粉末。 这种方法能制得组成均匀，反应性和烧结性良 好的微粉。
声化学：利用超声波加速化学反应，提高 反应速率的一门新兴交叉学科。 声化学的原理
合成步骤
• 将Co(NO3)2·6H2O和LiOH·H2O在空气中以 200r/min的速度研磨10h，然后在400℃下 加热， 得到层状LiCoO2 结构。 • Li和Co的比例分别是1:1,1：1.22，1:1.5。
产物表征
• 机械化学处理过的CoOOH -LiOH·H2O的 XRD图像发现CoOOH的结构（斜方六面体， R-3m空间群)，含有少量的尖晶石型结构， 而锂盐是无定形结构。在机械化学处理过 程中存在质子与锂离子的交换。 • DTA和TGA检测CoOOH 和LiOH·H2O的反 应。 • 用TEM分析的纳米颗粒直径在20-40nm的 达到80℅。
超声波对液相反应体系有着显著的机械作用 （如振荡作用等)，可以加快物质分散、乳化、传 热和传质等过程，在一定程度上可以促进化学反 应。
先驱物法
• 先驱物法是为解决高温固相反应法中产物 的组成均匀性和反应物的传质扩散所发展 起来的节能的合成方法。 其基本思路：先通过准确的分子设计合成出 具有预期组分、结构和化学性质的先驱物， 再在软环境下对先驱物进行处理，进而得 到预期特点：混合的均一化程度高；阳离子的摩 尔比准确；反应温度低。 • 不适用的情况：两种反应物在水中溶解度 相差很大；生成物不是以相同的速度产生 结晶；常生成过饱和溶液。
机械化学
机械化学是机械加工和化学反应在分子水 平的结合，在化学反应水平中主要是指通 过剪切、磨擦、冲击、挤压等手段，对固 体、液体等凝聚态物质施加机械能，诱导 其结构及物理化学性质发生变化，并诱发 化学反应。与普通热化学反应不同，机械 化学反应的动力是机械能而非热能，因而 反应无须高温、高压等苛刻条件即可完成。