[发明专利]一种高结构稳定性钴酸锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高结构稳定性钴酸锂正极材料，其特征在于，正极材料具有锂层、氧层、过渡金属层交替排列的层状结构，且过渡金属层中含有团簇结构；即正极材料的通式为：Li_aCo_xMo_yM_zO_2+δ，式中0.9≤a≤1.1，0.8≤x≤1.0，0﹤y≤0.1，0≤z≤0.1，-0.25≤δ≤0.25；其中，所述元素M选自Na、K、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、La、B、F、P中的一种或多种；

所述元素Mo在正极材料的钴酸锂晶格结构的过渡金属层以Mo₃O₁₃团簇结构的形式存在，其中Mo₃O₁₃团簇结构中含有Mo-Mo金属键，且金属键的键长为

2.根据权利要求1所述的钴酸锂正极材料，其特征在于，所述Mo₃O₁₃团簇结构以有序或无序的形式存在。

3.根据权利要求1所述的钴酸锂正极材料，其特征在于，所述元素M分布于钴酸锂正极材料的锂层、氧层、过渡金属层中任意一层或几层中。

4.根据权利要求1所述的钴酸锂正极材料，其特征在于，所述正极材料与高分子物质按质量份比为90-99.9：0.1-10混合，即获得核壳型正极材料。

5.根据权利要求1所述的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：

a)按照钴酸锂正极材料通式Li_aCo_xMo_yM_zO_2+δ中Li：Co：Mo：M＝(1.0a-1.05a)：x：y：z的比例制备含锂、钴、钼和M的前驱体；

b)将上述步骤a)所得前驱体在氧化或惰性气氛中在600℃-1100℃下合成5h-24h进行高温反应，得到烧结产物；

c)将上述步骤b)所得的烧结产物进行粉体处理，即得到含团簇结构高电压钴酸锂正极材料。

6.根据权利要求1所述的钴酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

a)按照钴酸锂正极材料通式Li_aCo_xMo_yM_zO_2+δ中Li：Co：M＝(0.95a-1.05a)：x：z的比例制备含锂、钴和M的前驱体；

b)将上述步骤a)所得的前驱体在空气中在600℃-1100℃下合成5h-24h进行第一次高温反应；

c)将上述步骤b)所得的第一次高温反应合成的物料冷却后，按照Co：Mo＝x：y的比例与Li₂MoO₃进行粉碎和均匀混合；

d)将上述步骤c)所得的混合物在惰性气氛下在600℃-1100℃下合成2h-24h进行第二次高温反应；

e)将上述步骤d)所得的第二次高温反应合成的物料进行粉体处理，即得到含团簇结构高电压钴酸锂正极材料。

7.根据权利要求1所述的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：

a)按照钴酸锂正极材料通式Li_aCo_xMo_yM_zO_2+δ中Li：Co：Mo：M＝(1.0a-1.05a)：x：y：z的比例制备含锂、钴和钼的前驱体；

b)将上述步骤a)所得的前驱体在氧化或惰性气氛中在600℃-1100℃下合成5h-24h进行第一次高温反应；

c)将上述步骤b)所得的第一次高温反应合成的物料冷却后，按照Co：M＝x：z的比例与M源进行粉碎和均匀混合；

d)将上述步骤c)所得的混合物在氧化或惰性气氛下在600℃-1100℃下合成2h-24h进行第二次高温反应；

e)将上述步骤d)所得的第二次高温反应合成的物料进行粉体处理，即得到含团簇结构高电压钴酸锂正极材料。