钴酸锂的合成

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。

专利名称：一种钴酸锂的制备方法及其应用
专利类型：发明专利
发明人：姜倩倩,袁楠楠,郎鹏,李洁,吴倩,杨成业,唐建国申请号：CN201811135892.0
申请日：20180928
公开号：CN109231282A
公开日：
20190118
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开的是一种钴酸锂的制备方法及其应用，包括以下步骤：称取锂源和钴源，溶于易挥发溶剂中，搅拌球磨，烘干，放入等离子体管式炉中，通氧气，然后进行抽真空，匀速升温，加热，进行等离子体处理，然后匀速降温至室温，即得到钴酸锂。

本发明采用低温固相等离子体辅助法合成钴酸锂，克服了传统工业高温固相合成方法中，高温造成的高能耗、对设备的高要求以及合成时间较长等缺点,并且该制备方法具有制造方法简单、操作方便、成本低廉、利于工业化生产等特点，经过电化学性能测试发现，此方法合成的钴酸锂具有高的首次比容量和循环性能好的优点。

申请人：青岛大学
地址：266000 山东省青岛市宁夏路308号
国籍：CN
代理机构：北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：孙营营
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钴酸锂中锂含量摘要：1.钴酸锂的概述2.钴酸锂中锂含量的意义3.钴酸锂中锂含量的测定方法4.提高钴酸锂中锂含量的措施5.总结正文：钴酸锂（LiCoO2）是一种重要的锂离子电池正极材料，因其高能量密度、环境友好性等特点在新能源汽车、电子产品等领域得到广泛应用。

钴酸锂中的锂含量对于电池性能至关重要，直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能。

一、钴酸锂的概述钴酸锂（LiCoO2）是由锂、钴和氧三种元素组成的无机化合物，具有良好的电化学性能。

在锂离子电池中，钴酸锂作为正极材料，能够与石墨等负极材料相互配合，实现电池的充放电过程。

二、钴酸锂中锂含量的意义1.能量密度：锂含量越高，钴酸锂的能量密度越高，电池的续航里程越远。

2.循环寿命：锂含量适中，可以提高电池的循环寿命，降低电池容量衰减速度。

3.安全性：锂含量过高，会导致电池热稳定性降低，增加安全隐患。

三、钴酸锂中锂含量的测定方法目前，钴酸锂中锂含量的测定方法主要有以下几种：1.电化学方法：通过测量电池在充放电过程中的电压变化，计算锂含量。

2.X射线衍射（XRD）方法：通过对钴酸锂样品进行X射线衍射分析，根据锂离子在晶格中的位置和数量，确定锂含量。

3.元素分析法：采用湿法或干法消解钴酸锂样品，然后使用原子吸收光谱（AAS）或电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等仪器测定锂含量。

四、提高钴酸锂中锂含量的措施1.优化合成方法：采用溶胶-凝胶、水热法制备钴酸锂，可以提高锂含量。

2.控制煅烧温度：适当降低煅烧温度，有助于锂离子在晶格中的嵌入。

3.选择合适的锂源：使用碳酸锂、氢氧化锂等高锂含量的锂源，提高钴酸锂中的锂含量。

五、总结钴酸锂中锂含量对于电池性能具有重要作用。

通过对钴酸锂的概述、锂含量的意义、测定方法和提高措施的介绍，有助于了解钴酸锂这种重要锂离子电池正极材料的性能和应用。

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。

钴酸锂制备工艺流程书籍英文回答：Lithium cobalt oxide (LiCoO2), also known as lithium cobaltate, is an important material used in lithium-ion batteries. Its preparation process involves several steps, including the synthesis of lithium carbonate, the synthesis of cobalt carbonate, and the subsequent reaction to form lithium cobalt oxide.To begin with, lithium carbonate can be prepared by reacting lithium hydroxide with carbon dioxide gas. This reaction is typically carried out in a reactor at elevated temperatures and pressures. The equation for this reaction is as follows:2LiOH + CO2 → Li2CO3 + H2O.Once lithium carbonate is obtained, it can be further reacted with cobalt carbonate to form lithium cobalt oxide.This reaction is typically carried out in a furnace at high temperatures. The equation for this reaction is as follows:Li2CO3 + CoCO3 → LiCoO2 + CO2。

钴酸锂种类钴酸锂是一种重要的锂离子电池正极材料，其种类有钴酸锂三水合物、钴酸锂一水合物和无水钴酸锂。

下面将分别介绍这三种钴酸锂的特点和应用。

一、钴酸锂三水合物钴酸锂三水合物，化学式为LiCoO2·3H2O，是一种含水晶体。

它具有较高的比容量和较低的内阻，能够提供可靠的电池性能。

由于其结构稳定，钴酸锂三水合物具有较长的循环寿命和较高的能量密度。

因此，它被广泛应用于移动通信、电动工具、电动汽车等领域。

钴酸锂三水合物的制备方法主要有湿法合成和固相反应两种。

二、钴酸锂一水合物钴酸锂一水合物，化学式为LiCoO2·H2O，是一种含水晶体。

相比于钴酸锂三水合物，钴酸锂一水合物具有更高的比容量和更低的内阻。

它具有优异的电化学性能和较长的循环寿命，被广泛应用于新能源汽车、储能系统等领域。

钴酸锂一水合物的制备方法包括湿法合成和固相反应等。

三、无水钴酸锂无水钴酸锂，化学式为LiCoO2，是一种无水晶体。

与含水晶体相比，无水钴酸锂具有更高的比容量和更低的内阻。

它具有较高的电化学性能和较长的循环寿命，被广泛应用于手机、笔记本电脑等电子设备中。

无水钴酸锂的制备方法主要有固相反应和溶胶凝胶法等。

钴酸锂作为锂离子电池正极材料具有诸多优点，但也存在一些问题。

首先，钴酸锂的价格较高，这限制了其在大规模应用中的推广。

其次，钴酸锂材料中的钴元素属于有毒物质，对环境造成一定影响。

因此，研发替代钴酸锂的新型正极材料成为当前的研究热点。

钴酸锂是一种重要的锂离子电池正极材料，其种类包括钴酸锂三水合物、钴酸锂一水合物和无水钴酸锂。

它们具有不同的特点和应用领域，但都具有较高的比容量和较低的内阻。

随着新能源领域的快速发展，钴酸锂的研究和应用将进一步推动锂离子电池技术的发展。

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。

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。

锂离子电池原理及工艺流程一、原理1.0 正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极2.0 负极构造石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔）负极3.0工作原理3.1 充电过程：一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负极上发生的反应为6C+XLi++Xe=====LixC63.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。

由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。

电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。

二工艺流程1.正负极配方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）正极）LiCoO(10μm):93.5%2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)正极黏度控制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D50一般为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D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。

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。

钴酸锂结构钴酸锂是一种重要的正极材料，被广泛应用于二次电池领域。

它的化学式为LiCoO₂，是由Li⁺离子和CoO₂二氧化钴离子通过离子键连接而成的一种化合物。

钴酸锂的晶体结构属于层状结构，具有以下几个特点。

1.层状结构钴酸锂的晶体由层状结构组成，每个层中的CoO₂二氧化钴基团和Li⁺离子以离子键的方式连接。

这些层之间通过范德华力相互作用连接，形成了三维结构。

层状结构的特点是具有一定的空隙，因此可以容纳其他物质进入其中，如电解液中的离子。

2.六方晶系钴酸锂的晶体结构属于六方晶系，空间群为R-3m。

六方晶系的特点是晶胞中含有六个晶格参数，分别为a、b、c和α、β、γ。

在钴酸锂晶体中，a=b≠c，α=β=90°，γ=120°。

该晶系具有高度对称性和均匀性，使得它的物理性质具有特殊的规律性。

3.反Spinel结构钴酸锂的晶体结构属于反Spinel结构。

这种结构是由Spinel结构（AB₂O₄）反转而来，其中A位是Li⁺离子，B位是CoO₂二氧化钴基团。

Spinel结构的特点是具有AB₂O₄式四面体构型的B位离子和八面体构型的A位离子，而反Spinel结构则是将这两个离子的构型反过来了。

该结构具有较高的稳定性和电化学性能，成为锂离子电池正极材料的重要选择。

钴酸锂的晶体结构中还含有小部分其他元素的离子，如Ni²⁺、Al³⁺、Mn³⁺等。

这些离子会替代CoO₂基团中的一部分Co原子，形成复合层状结构，并改变晶体的物理性质和电化学性质。

复合层状结构的形成使得钴酸锂的性质具有更大的变化空间，而这种变化可以通过控制添加的离子类型和含量来实现。

总之，钴酸锂的晶体结构是层状的、六方晶系、反Spinel结构，并具有复合层状结构的特点。

这种结构决定了钴酸锂的电化学性能和物理性质，为其在二次电池领域的应用提供了重要的理论基础。