[发明专利]一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料，其特征在于，包括富镍低钴单晶多元正极材料内核和包覆于所述富镍低钴单晶多元正极材料内核表面的钴纳米涂层；

所述富镍低钴单晶多元正极材料内核的化学通式为Li_xNi_aCo_bMn_cM_1-a-b-cO₂，所述钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料的化学通式为Li_xNi_aCo_bMn_cM_1-a-b-cO₂·yLCO，其中，M为除Ni、Co、Mn以外的掺杂元素，LCO为钴酸锂，化学式为LiCoO₂，1.0＜x≤1.2，0.5≤a1，0b≤0.2，0c≤0.3，a+b+c1，0.005＜y≤0.1；

所述纳米涂层由钴源和沉淀剂反应得到；

以Co计，所述钴源的质量为富镍低钴单晶多元正极材料内核质量的0.3％-6.0％。

2.根据权利要求1所述的一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料，其特征在于，所述富镍低钴单晶多元正极材料内核以0.2-15μm单个晶体颗粒为主，数量占比≥70％。

3.根据权利要求1所述的一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料，其特征在于，所述掺杂元素为Zr、Al、Ti、Mg、La、Y、V、Ba、Sr、W、Ce和Nb元素中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料，其特征在于，所述钴源为七水硫酸钴、六水氯化钴和六水硝酸钴中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料，其特征在于，所述沉淀剂为氢氧化锂。

6.一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)称取各原料

按权利要求1-5任一项所述钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料的质量称取各原料；

(2)烧结

将锂源、前驱体和掺杂元素混合均匀，然后升温烧结，自然降温至室温，然后粉碎，过筛，得到块状富镍低钴单晶多元正极材料内核；

(3)钴包覆

将钴源溶于溶剂中搅拌得到钴源溶液，然后将块状富镍低钴单晶多元正极材料内核加入钴源溶液中搅拌均匀，再加入沉淀剂，最后真空干燥，得到钴包覆的富镍低钴单晶多元正极材料；

(4)热处理

将钴包覆的富镍低钴单晶多元正极材料进行一次热处理，自然降温至室温，然后粉碎，过筛，再加入硼酸或氧化硼混合均匀进行二次热处理，自然降温至室温，过筛，即得所述钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料。

7.根据权利要求6所述的一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂和草酸锂中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述烧结的升温速率为1-5℃/min，温度为700-1000℃，保温时间为6-15h，烧结气氛为空气、氧气中的一种或二者混合气。

9.根据权利要求4所述的一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述溶剂为醇、去离子水中一种。

10.根据权利要求4所述的一种钴纳米涂层改性的富镍低钴单晶多元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述一次热处理的升温速率为1-5℃/min，温度为600-800℃，保温时间为4-8h，烧结气氛为空气、氧气中的一种或二者混合气；所述二次热处理的升温速率为1-3℃/min，温度为250-500℃，保温时间为6-10h，烧结气氛为空气、氧气中的一种或二者混合气。