《鈷酸鋰材料的製備方法》是北京當升材料科技有限公司於2003年12月31日申請的發明專利，該專利申請號為200310123900，公布號為CN1556043，專利公布日為2004年12月22日，發明人是白厚善、陳彥彬。
該發明公開了一種鈷酸鋰材料的製備方法，解決了2003年12月之前工藝中造粒必需使用有機溶劑，導致程式複雜污染環境的問題。包括：將碳酸鋰317.35～379.83四氧化三鈷681.30～808.30二氧化鋯1.9均勻混合；用壓缽機將上述混合料進行壓實，壓實密度0.8～2.0克/厘米，再將壓實混合料裝入匣缽；將窯爐通電並調節窯爐高溫區溫度至900度後，將裝缽後的上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行一次燒結16～22小時；對一次燒結後的混合料進行粉碎；將上述粉碎後的混合料壓實後，進行二次燒結16～22小時；然後進行粉碎，篩分，產出料粒度D50＝3～15微米。該工藝安全環保，不僅解決了反應物之間的接觸問題，而且提高了單位體積的裝載量，從而提高了生產效率，同時操作簡便。採用二次燒結工序，使反應物料氧化更充分，晶體生長更完善。
2010年11月15日，《鈷酸鋰材料的製備方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《鈷酸鋰材料的製備方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：鈷酸鋰材料的製備方法
- 公布號：CN1556043
- 公布日：2004年12月22日
- 申請號：200310123900
- 申請日：2003年12月31日
- 申請人：北京當升材料科技有限公司
- 地址：北京市西直門外文興街1號
- 發明人：白厚善、陳彥彬
- 代理機構：北京中博世達智慧財產權代理事務所
- 代理人：申海慶
- Int.Cl.：C01G51/00
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
鋰離子電池具有高容量、高比能、長壽命、綠色環保等特點。鋰離子電池的工業化生產和10多年的快速發展，不僅促進了攜帶型電器的發展，而且帶動了電池材料產業在世界範圍內的快速發展和激烈競爭。在與碳材料配對組成鋰離子電池的4伏級電極材料中（LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4），LiCoO2材料具有製備容易、容量較高、可循環性好、記憶效應小、使用壽命長和安全性高等特點，已成為唯一被廣泛商品化套用的鋰離子電池正極材料，並在薄型、小型電池系列產品中處於難以替代的套用地位。
在鈷酸鋰材料的生產中，反應物通常採用松裝，或以造粒形式裝入高溫燒結容器，進行燒結。松裝有利於氣氛的均一性，但反應物之間的接觸不好，不利於產品的均勻反應和晶體生長。而在破碎工序通常採用粗碎、氣流磨超細粉碎流程，存在破碎效率低，流程能耗大的問題。且多數工藝只有一次燒結，物料氧化不充分、晶體生長不完善。
中國知識產權局公布的公開號為CN1361061A，申請號為00136974.1，名稱為氧化鈷鋰材料的製備方法的專利中，採用將乾粉混合料壓塊、造粒的方法解決了反應物料間接觸不良問題，但是，該方法中在造粒前需將粉體物料與液體（或含有粘合劑）均勻混合，且大多採用有機溶劑或有機粘合劑，以便使壓塊、造粒能夠快速乾燥，這一方面增加了液、固混合程式，同時有機物的使用帶來安全的隱患，也存在回收或環保問題，因而增加了流程的長度和難度，增加了成本。
發明內容
專利目的
針對上述不足，《鈷酸鋰材料的製備方法》提供一種使反應物之間接觸良好，反應物料氧化充分，晶體生長更完善，但更安全、環保、工藝更加簡單的鈷酸鋰材料的製備方法。
技術方案
《鈷酸鋰材料的製備方法》其步驟包括：
2）用壓缽機將上述混合料進行壓實，壓實密度0.8～2.0克/立方厘米，再將壓實混合料裝入匣缽；
3）將窯爐通電並調節窯爐高溫區溫度至900℃後，將裝缽後的上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行一次燒結16～22小時；
4）對一次燒結後的所述壓實混合料進行粉碎，產出料粒度為D50＝3～15微米。
該發明的目的也可以採用以下技術方案完成：
1）將碳酸鋰317.35～379.83四氧化三鈷681.30～808.30二氧化鋯1.9均勻混合；
2）用壓缽機將上述混合料進行壓實，壓實密度0.8～2.0克/立方厘米，再將壓實混合料裝入匣缽；
3）將窯爐通電並調節窯爐高溫區溫度至900℃後，將裝缽後的上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行一次燒結16～22小時；
4）對一次燒結後的所述壓實混合料進行粉碎，產出料粒度為D50＝3～15微米；
5）將上述粉碎後的混合料用壓缽機進行壓實後，裝入匣缽；
6）調節窯爐溫度至900℃，將上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行二次燒結16～22小時；
7）將上述二次燒結後的混合料進行粉碎；
8）用篩分系統將上述粉碎後的混合料進行篩分，產出料粒度D50＝3～15微米。
該發明一種鈷酸鋰材料的製備方法，所述步驟4可以採用氣流粉碎系統對一次燒結後的所述壓實混合料進行粉碎。該發明中的壓缽機是指一種模具，在生產中，首先將物料裝入其中，用壓板進行壓實。
改善效果
《鈷酸鋰材料的製備方法》具有以下技術效果：該發明中採用壓缽機對混合料進行壓實後再進行燒結，避免了使用2003年12月之前技術中造粒所必需的有機物和複雜的程式，不僅避免了其安全隱患和環保問題，而且提高了單位體積的裝載量，使時操作更加簡便，從而提高了生產效率，降價了成本。此外，該發明中採用二次燒結工序，使反應物料氧化更充分，晶體生長更完善。
附圖說明
圖1為《鈷酸鋰材料的製備方法》的流程圖。
權利要求
1、《鈷酸鋰材料的製備方法》其特徵在於所採用的步驟包括：
1）將碳酸鋰317.35～379.83四氧化三鈷681.30～808.30二氧化鋯1.9均勻混合；
2）用壓缽機將上述混合料進行壓實，壓實密度0.8～2.0克/立方厘米，再將壓實混合料裝入匣缽；
3）將窯爐通電並調節窯爐高溫區溫度至900度後，將裝缽後的上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行一次燒結16～22小時；
2、根據權利要求1所述的鈷酸鋰材料的製備方法，其特徵在於採用如下步驟：
1）對一次燒結後的所述壓實混合料進行粉碎，產出料粒度為D50＝3～15微米；
2）將上述粉碎後的混合料用壓缽機進行壓實後，裝入匣缽；
3）調節窯爐溫度至900℃，將上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行二次燒結16～22小時；
4）將上述二次燒結後的混合料進行粉碎；
5）用篩分系統將上述粉碎後的混合料進行篩分，產出料粒度D50＝3～15微米。
3、根據權利要求1所述的一種鈷酸鋰材料的製備方法，其特徵在於所述步驟4可以採用氣流粉碎系統對一次燒結後的所述壓實混合料進行粉碎。
實施方式
《鈷酸鋰材料的製備方法》其步驟包括：
1）將碳酸鋰317.35克，四氧化三鈷681.30克、二氧化鋯1.9克均勻混合；
2）用壓缽機將上述混合料進行壓實，壓實密度0.8～2.0克/立方厘米，再將壓實混合料裝入匣缽；
3）將窯爐通電並調節窯爐高溫區溫度至900℃後，將裝缽後的上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行一次燒結16～22小時；
4）採用顎式破碎機、聯合破碎系統，對一次燒結後的所述壓實混合料進行粉碎，產出料粒度為D50＝3～15微米；
5）將上述粉碎後的混合料用壓缽機進行壓實後，裝入匣缽；
6）調節窯爐溫度至900℃，將上述匣缽摞好放在外推板架的推板上，進行二次燒結16～22小時；
7）採用顎式破碎機、聯合破碎將上述二次燒結後的混合料進行粉碎；
8）用篩分系統將上述粉碎後的混合料進行篩分，產出料粒度D50＝3～15微米。
根據各批次產品要求量的不同，將一定重量的破碎後料進行混合後按客戶要求進行包裝併入庫。
- 實施例一
將碳酸鋰317.35克，四氧化三鈷681.30克、二氧化鋯1.9克均勻混合，用壓缽機將上述混合料進行壓實，再將壓實混合料裝入匣缽；在窯爐溫度至900℃條件下恆溫燒結16小時。經過破碎系統處理後，再在900℃條件下二次燒結16小時，經過破碎，產品中粒徑7.09微米，振實密度2.36克/立方厘米。
- 實施例二
將碳酸鋰373.15克，與四氧化三鈷808.28克均勻混合，用壓缽機將上述混合料進行壓實，再將壓實混合料裝入匣缽；在窯爐溫度至900度條件下恆溫燒結22小時。經過聯合破碎系統處理後，再在900℃條件下二次燒結18小時，經過破碎，產品中粒徑7.78微米振實密度2.51克/立方厘米。
- 實施例三
將碳酸鋰379.83克，四氧化三鈷808.30克、均勻混合，用壓缽機將上述混合料進行壓實，再將壓實混合料裝入匣缽；在窯爐溫度至900℃條件下恆溫燒結20小時。經過聯合破碎系統處理後，再在900℃條件下二次燒結24小時，經過破碎，產品中粒徑10.88微米振實密度2.52克/立方厘米。
- 比較例
將碳酸鋰317.35克，與四氧化三鈷681.28克均勻混合，物料松裝，在900℃條件下恆溫燒結18小時。經過粉碎後，再在900℃條件下二次燒結16小時，經過破碎，產品中粒徑6.98微米振實密度2.22克/立方厘米。
榮譽表彰
2010年11月15日，《鈷酸鋰材料的製備方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
