钴酸锂正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，公开了一种钴酸锂正极材料及其制备方法与应用。所述正极材料通过XRD获得的(006)晶面的峰强度I

【技术实现步骤摘要】
钴酸锂正极材料及其制备方法与应用


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

技术介绍

[0002]由于近年来3C市场对锂离子电池能量密度需求的不断提升，以及钴酸锂正极材料对3C领域锂离子电池体积能量密度、循环寿命的关键作用，高能量密度钴酸锂材料作为研究热点持续受到研究者及市场的关注。
[0003]提升3C领域锂离子电池正极的体积能量密度主要通过提升极片压实密度或提高活性物质的克容量来实现。目前提升极片压实密度已研究应用较成熟，暂时难以继续提升；而提高活性物质的克容量一般又可以通过提高充放电电压窗口来实现。提高充放电电压窗口对钴酸锂正极材料的结构稳定性和表界面反应活性的控制都提出了更为苛刻的要求，若钴酸锂材料稳定性不能满足需求，盲目提高电压窗口，可能会导致电池循环性能严重衰减、安全性大幅降低等问题。主要原因在于：
①
若材料的结构稳定性不足，则在充电电压较高时，锂离子从正极材料层状结构中脱出较多，导致层状结构部分坍塌，放电过程中锂离子无法返回，容量大幅衰减；
②...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴酸锂正极材料，其特征在于，所述正极材料通过XRD获得的(006)晶面的峰强度I
(006)
与(012)晶面的峰强度I
(012)
之比I
(006)
/I
(012)
≥1；所述正极材料通过XRD获得的(006)晶面的峰面积A
(006)
与(012)晶面的峰面积A
(012)
之比A
(006)
/A
(012)
≥0.9。2.根据权利要求1所述的钴酸锂正极材料，其中，I
(006)
/I
(012)
≥1.2；优选地，A
(006)
/A
(012)
≥1。3.根据权利要求1或2所述的钴酸锂正极材料，其中，所述正极材料具有通式I所示的组成：Li
n
Co1‑
x
‑
a
‑
b
Al
x
M
a
Q
b
O2式I，其中，0.9≤n≤1.3，0＜x≤0.1，0≤a≤0.04，0＜b≤0.05，0＜b/a≤100，M选自W、Mo、V、Ca、Al、Si、Ni、Mn、Hf、Ta、Y、Sr、Ba、Er、Ga、Mg、Ti、Zr、La、Ce、Co和Nb中的至少一种；Q为B、P和Si中的至少一种；优选地，式I中，0.95≤n≤1.1，0＜x≤0.08，0≤a≤0.02，0＜b≤0.04，0＜b/a≤20；M选自W、Al、Si、Ta、Y、Sr、Ga、Mg、Ti、Zr、Co和Nb中的至少一种；Q为B；优选地，0＜b/a≤5。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的钴酸锂正极材料，其中，所述正极材料的中值粒径为3
‑
20μm，优选为4
‑
17μm；优选地，所述正极材料的安息角≤35
°
，优选为≤30
°
；优选地，以所述正极材料的总重量为基准，LiOH的含量为0
‑
1000ppm，优选为10
‑
500ppm。5.一种钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将钴盐、铝盐按照n(Co):n(Al)＝(1
‑
x
‑
a
‑
b):x的摩尔比配制混合盐溶液；将沉淀剂、络合剂和可选地第一添加剂，分别配制为沉淀剂溶液、络合剂溶液和可选地第一添加剂混合物；(2)将所述混合盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液和可选地第一添加剂混合物同时、分别通入反应釜，进行反应、陈化，得到固液混合物；(3)将所述固液混合物进行压滤，得到滤饼，将滤饼进行洗涤、烘干得到钴酸锂正极材料前驱体；(4)将所述钴酸锂正极材料前驱体、锂源和可选地第二添加剂进行混合，得到混合物I；(5)将所述混合物I进行焙烧、冷却、破碎、筛分，得到钴酸锂正极材料过程品；(6)将所述钴酸锂正极材料过程品与可选地第三添加剂进行混合，得到混合物II；(7)将混合物II进行煅烧、冷却、筛分、除磁，得到所述钴酸锂正极材料；其中，至少包括所述第一添加剂、所述第二添加剂和所述第三添加剂中的至少一种；所述第一添加剂、所述第二添加剂和所述第三添加剂中的至少一种为能够提供Q的化合物。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述钴酸锂正极材料通过XRD获得的(006)晶面的峰强度I
(006)
与(012)晶面的峰强度I
(012)
之比I
(006)
/I
(012)
≥1，优选地I
(006)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王余，岳鹏，刘亚飞，陈彦彬，
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：