[发明专利]一种4.45V以上锂离子电池钴酸锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种4.45V以上锂离子电池钴酸锂正极材料，其特征在于，所述钴酸锂正极材料包括钴酸锂基体和包覆在基体表面的包覆层，所述钴酸锂基体为掺杂Mg、Ti、Al的钴酸锂，所述包覆层为掺杂元素M、N的钴酸锂，M为Mn、Sn、Y中的任一种，N为Ti、Nb中的任一种；所述包覆层的分子式为Li_nCo_(1-d-k)M_dN_kO₂，0.50≤n≤0.60，0＜d≤0.02，0＜k≤0.02。

2.如权利要求1所述的钴酸锂正极材料，其特征在于，所述钴酸锂基体的分子式为Li_rCo_(1-x-y-z)Mg_xTi_yAl_zO₂，1.05≤r≤1.10，0＜x≤0.002，0＜y≤0.001，0＜z≤0.003。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将Li源、Co源、MgO、TiO₂和Al₂O₃混合均匀，然后进行烧结，将烧结产物气流粉碎，得到基体钴酸锂；

（2）将所述基体钴酸锂、含掺杂金属元素M、N的CoCO₃、Li源混合均匀，然后进行二次恒温烧结，将烧结产物过筛，即得到钴酸锂正极材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，Li源、Co源、MgO、TiO₂和Al₂O₃的加入量分别以Li、Co、Mg、Ti和Al元素计，Li、Co、Mg、Ti和Al元素的摩尔比为r：（1-x-y-z）：x：y：z，其中，1.05≤r≤1.10，0＜x≤0.002，0＜y≤0.001，0＜z≤0.003。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，含掺杂金属元素M、N的CoCO₃占基体钴酸锂的质量分数为5%~10%，Li源中的Li元素与CoCO₃中的金属元素的摩尔比为（0.50~0.60）：1。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，含掺杂金属元素M、N的CoCO₃主要由以下制备方法制备而成：

（a）按摩尔比Co：M：N=(1-d-k)：d：k的量配制含Co元素和金属元素M、N的水溶液，其中，0＜d≤0.02，0＜k≤0.02；

（b）将步骤（a）后获得的溶液与沉淀剂溶液混合，同时进行搅拌反应，并控制反应体系的pH值为7.6~8.0，反应结束后进行离心过滤，得到掺杂金属元素M、N的CoCO₃。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Co源为球形规则结构Co₃O₄与Co(OH)₂中的任一种，中值粒度D₅₀=16.0~17.0μm；所述Li源选自Li₂CO₃、LiOH和LiNO₃中的至少一种。

8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，烧结温度为1000~1100℃，烧结时间为8~20h；步骤（2）中，二次恒温烧结温度为800~950℃，烧结时间为5~10h。

9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述过筛是指过50目、100目和200目中的任意一种筛孔的筛网。