钴酸锂正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种钴酸锂正极材料及其制备方法和应用。该钴酸锂正极材料包括基体和包覆在所述基体外表面的包覆层，所述基体为金属元素掺杂的钴酸锂基体，其中，所述包覆层的组成表示通式为LiAlO2/LiF。本发明专利技术提供的钴酸锂正极材料具有优异的结构稳定性和电化学性能，尤其在高电压下具有较高的克比容量和良好的循环性能，延长了高压下钴酸锂正极材料的实际使用寿命。延长了高压下钴酸锂正极材料的实际使用寿命。延长了高压下钴酸锂正极材料的实际使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
钴酸锂正极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池正极材料
，具体涉及一种钴酸锂正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]智能移动终端产品的“轻薄化”发展，对锂离子电池的比能量提出了更高的要求，而钴酸锂在高电压下(4.5V)凭借其较高的放电电压平台和较高的体积能量密度，成为小型高比能量电池最理想的正极材料之一。
[0003]现有技术中，钴酸锂正极材料的理论容量为274mAh/g，持续提高材料的充电截止电压，脱出更多的锂，才能释放更高的克比能量，常规的4.2V钴酸锂容量约140mAh/g，4.35V钴酸锂容量约164mAh/g，4.4V钴酸锂容量约173mAh/g。然而，更多的锂离子从晶格中脱出，会引起结构的不稳定，出现不可逆相变，导致内部结构坍塌；材料表面脱锂程度更高，结构相变由颗粒表面扩展到颗粒内部；材料表面处于高价态的Co，具有强氧化性，易催化电解液，与其发生副反应。这些因素都会造成循环寿命衰减加快，影响高电压钴酸锂的实际应用寿命。
[0004]为了解决钴酸锂材料在高压下的实际使用，因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴酸锂正极材料，该正极材料包括基体和包覆在所述基体外表面的包覆层，所述基体为金属元素掺杂的钴酸锂基体；其中，所述包覆层的组成表示通式为LiAlO2/LiF。2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述钴酸锂基体的化学式为Li
x
Co
y
Al
z
M
a
O2，其中，0.95＜x＜1.05，0.94＜y＜0.985，0.01＜z＜0.04，0.005＜a＜0.02，y+z+a＝1，M为金属元素且M不为Al；优选地，所述金属元素选自Mg、Ni、Sr、La、Mn、Ti、Zr、W、Nb和Mo中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其中，以所述钴酸锂正极材料的总重量为基准，所述包覆层的含量为0.1-1重量％，优选为0.3-0.7重量％；优选地，所述包覆层中LiAlO2和LiF的摩尔比为1：2.98-3.01。4.一种钴酸锂正极材料的制备方法，该方法包括：(1)将钴源、锂源和金属化合物依次进行第一混合、第一烧结，得到金属元素掺杂的钴酸锂基体；(2)将Li2CO3和AlF3进行第二混合，得到包覆剂混合料；(3)将所述钴酸锂基体和包覆剂混合料依次进行第三混合、第二烧结，得到具有包覆层的钴酸锂正极材料；其中，所述钴源选自掺杂Al的四氧化三钴。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述金属化合物为含有选自Mg、Ni、Sr、La、Mn、Ti、Zr、W、Nb和Mo中的至少一种元素的化合物；优选地，所述锂源选自硝酸锂、氢氧化锂、碳酸锂和氧化锂中的至少一种，优选为碳酸锂。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，以钴离子计的钴源与以锂离子计的锂源的摩尔比为1：1-1.1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳鹏，李栋梁，刘亚飞，陈彦彬，李建忠，
申请(专利权)人：北京当升材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：