高压钴酸锂正极材料、制备方法及锂离子二次电池技术

本发明专利技术提供一种高压钴酸锂正极材料、制备方法及锂离子二次电池，高压钴酸锂正极材料为多级核壳结构，由内而外包括：α‑NaFeO2结构钴酸锂核层、复合掺杂层以及功能性壳层，构成所述高压钴酸锂正极材料的通式为：LiCoO2·D‑LiCo1‑xMxO2·S‑Li‑La‑X‑O，其中，0.01≤x≤0.06，M选自Mg、Al、Ti、Zr、La，Nb或稀土元素中的一种或多种；X选自Zr、Nb、Sc、Ga中的一种或多种。本发明专利技术通过对功能性壳层包覆后的钴酸锂核层进行高温烧结，使功能性壳层的物质掺杂进钴酸锂表层，从而稳定钴酸锂的结构，抑制钴酸锂在高电压放电过程中的相变，改善其循环性能和倍率性能。

High voltage lithium cobalt oxide cathode materials, preparation methods and lithium ion secondary batteries

【技术实现步骤摘要】
高压钴酸锂正极材料、制备方法及锂离子二次电池
本专利技术涉及电化学储能
，且特别涉及一种高压钴酸锂正极材料、制备方法及锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子电池作为具有代表性的二次电池，是以锂离子嵌入化合物为正、负极材料的电池的总称。其工作原理是在电池充电过程中，锂离子在正负极材料之间往返嵌入-脱出，被形象地称为“摇椅式电池”。钴酸锂(LiCoO2)是商业化最早的锂离子电池正极材料，其优异的循环稳定性、倍率性能及压实密度使之至今仍占据着消费电子储能市场的大量份额。LiCoO2自被发现以来，其应用电压从最开始的4.0V进步到4.25V逐渐过渡至4.4V，压实密度也从4.0g·cm-3以下逐渐达到了4.2g·cm-3，相比于NCA811、NCM811、LiFePO4、LMRNMC等材料，LiCoO2具有最高的理论密度值。随着LiCoO2应用电压的升高，其容量与电压也在不断上升，在保持其高压实密度的前提下，高电压LiCoO2的体积能量密度仍然处于领先水平。4.25V钴酸锂的单斜相变被认为是高电压钴酸锂发展的瓶颈，时至今日，4.5V附近开始发生的O3→H1-3→O1相变再次成为困扰科研人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压钴酸锂正极材料，其特征在于，其为多级核壳结构，由内而外依次包括：α‑NaFeO2结构钴酸锂核层、复合掺杂层以及功能性壳层，构成所述高压钴酸锂正极材料的通式为：LiCoO2·D‑LiCo1‑xMxO2·S‑Li‑La‑X‑O，其中，0.01≤x≤0.06，M选自Mg、Al、Ti、Zr、La，Nb或稀土元素中的一种或多种；X选自Zr、Nb、Sc、Ga中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种高压钴酸锂正极材料，其特征在于，其为多级核壳结构，由内而外依次包括：α-NaFeO2结构钴酸锂核层、复合掺杂层以及功能性壳层，构成所述高压钴酸锂正极材料的通式为：LiCoO2·D-LiCo1-xMxO2·S-Li-La-X-O，其中，0.01≤x≤0.06，M选自Mg、Al、Ti、Zr、La，Nb或稀土元素中的一种或多种；X选自Zr、Nb、Sc、Ga中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，所述M选自La和Zr，所述La和Zr的摩尔比为1:1～2:1。3.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，所述功能性壳层具有立方相或四方相，选自Li7La3Zr2O12、Li7La3Nb2O12、Li0.5La0.5Nb2O6中的一种或多种，所述功能性壳层重量为所述α-LiCoO2结构钴酸锂核层的0.5～5wt％。4.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，所述复合掺杂层和功能性壳层的质量和与所述高压钴酸锂正极材料质量之比为0.01～0.05:1。5.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，α-LiCoO2结构钴酸锂核层的直径为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄令，彭军，师晨光，武丽娜，孙世刚，樊晶晶，李君涛，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35