【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一次粒子有序排列的四氧化三钴及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前随着新能源汽车、电子设备的普及，对锂电池的需求日益增长。同时，由于现有电池充电效率无法满足人们使用需求，造成了新能源汽车里程焦虑、手机电池电量焦虑等问题，因此对锂电池的循环性能提出了更高的要求。
2、四氧化三钴为锂离子电池常见的正极材料之一。目前四氧化三钴正极材料主要由四氧化三钴一次粒子经无规则排列组成的球形二次粒子，场发射扫描电子照片图通常如图1所示。然而，这种四氧化三钴正极材料在与锂源烧结过程中li扩散路径较为单一，内部缺陷较多，不利于锂离子电池循环性能的大幅度提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于克服现有的四氧化三钴正极材料对锂离子电池循环性能的提升幅度较小的缺陷，而提供一种能够显著提高锂离子电池循环性能的一次粒子有序排列的四氧化三钴材料。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种四氧化三钴材料的制备方法。
3、本专利技术的目的之三在于提供由上述方法制备得到的四氧化三钴材料。
4、本专利技术的目的之四在于提供上述四氧化三钴材料作为锂离子电池正极材料的应用。
5、本专利技术的专利技术人经过深入且广泛研究之后发现，相比于常规四氧化三钴材料而言，由片状粒子构成的四氧化三钴材料与锂源烧结过程中li扩散路径更多，渗透更完全，更有利于形成单晶化钴酸锂，结构更稳定，在循环过程中不易塌陷，更有利于循环性能的提升。相应地，
6、具体地，本专利技术提供的四氧化三钴材料为由若干片状二次粒子无序堆叠而成的球型颗粒，所述片状二次粒子由若干颗粒状一次粒子有序排列而成。
7、本专利技术提供的四氧化三钴材料的制备方法包括以下步骤：
8、s1、在搅拌条件下，以沉淀剂ⅰ溶液作为底液，将钴盐溶液、可溶性金属盐溶液及沉淀剂ⅱ溶液并流加入底液中进行共沉淀反应，在共沉淀反应过程中，将液相的ph值控制在7.0-7.6，并且将液相中氨氮浓度控制在0.1-0.2mol/l，同时将气相中二氧化碳浓度控制在0.03％-0.1％，当沉淀反应产物的粒度d50达到4-12.5μm时停止进料，得到共沉淀物；
9、s2、将共沉淀物依次进行烘干和高温煅烧，得到四氧化三钴材料。
10、本专利技术还提供了由上述方法制备得到的四氧化三钴材料。
11、此外，本专利技术还提供了上述四氧化三钴材料作为锂离子电池正极材料的应用。
12、本专利技术提供的四氧化三钴材料的制备方法的关键在于通过调整共沉淀反应体系的ph值和氨氮浓度以及二氧化碳浓度，由此所得四氧化三钴为由若干片状二次粒子无序堆叠而成的球型颗粒，这种特定形貌的四氧化三钴可以赋予其高比表面积和孔隙率，使得其与锂源烧结过程中，锂离子渗透更完全，有利于钴酸锂单晶的生成，单晶结构稳定性更好，循环过程中不易被破坏，从而可以显著改善钴酸锂材料的循环性能。
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1.一种四氧化三钴材料，其特征在于，所述四氧化三钴材料为由若干片状二次粒子无序堆叠而成的球型颗粒，所述片状二次粒子由若干颗粒状一次粒子有序排列而成。
2.根据权利要求1所述的四氧化三钴材料，其特征在于，所述四氧化三钴材料的孔隙率为30％-60％，比表面积为5-25m2/g；
3.一种四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述沉淀剂Ⅰ溶液中含有沉淀剂Ⅰ和水；
5.根据权利要求3所述的四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述共沉淀反应的条件包括温度为25-45℃，搅拌频率为20-32Hz。
6.根据权利要求3所述的四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述烘干的条件包括温度为150-200℃，时间为8-12h。
7.根据权利要求3所述的四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述高温煅烧包括依次进行的热解阶段和高温氧化结晶阶段，所述热解阶段的条件包括温度为200-300℃且时间为0.
8.根据权利要求3-7中任意一项所述的四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，该方法还包括在烘干之后，先将共沉淀物采用去离子水洗涤至溶解性总固体含量为50ppm以下。
9.由权利要求3-8中任意一项所述方法制备得到的四氧化三钴材料。
10.权利要求1、2或9所述的四氧化三钴材料作为锂离子电池正极材料的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种四氧化三钴材料，其特征在于，所述四氧化三钴材料为由若干片状二次粒子无序堆叠而成的球型颗粒，所述片状二次粒子由若干颗粒状一次粒子有序排列而成。
2.根据权利要求1所述的四氧化三钴材料，其特征在于，所述四氧化三钴材料的孔隙率为30％-60％，比表面积为5-25m2/g；
3.一种四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述沉淀剂ⅰ溶液中含有沉淀剂ⅰ和水；
5.根据权利要求3所述的四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述共沉淀反应的条件包括温度为25-45℃，搅拌频率为20-32hz。
6.根据权利要求3所述的四氧化三钴材料的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：范勇，曾雷英，吴准，黄劲勋，叶文虎，
申请(专利权)人：厦门厦钨新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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