[發(fā)明專利]一種鈷酸鋰復(fù)合材料及其制備方法、正極材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710032201.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN106654224B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小雨;公偉偉;周貴海;王劍鋒;黃海翔;宋振偉;馬群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南瑞翔新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 吳開磊<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明提供了一種鈷酸鋰復(fù)合材料及其制備方法、正極材料。一種鈷酸鋰復(fù)合材料是在鈷酸鋰氧化物顆粒的表面包覆磷酸鈷鋰LiCoPO₄而成的材料；所述鈷酸鋰氧化物顆粒的分子式為L(zhǎng)i_1+xCo_1?yM_yO₂，M選自鎂、鋁、鋯、鈦、鑭、鋅、釩的一種或多種，所述磷酸鈷鋰的質(zhì)量為所述鈷酸鋰氧化物顆粒的0.25％～10％。本發(fā)明解決了鈷酸鋰高溫或高壓下循環(huán)性能差，以及電容量低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其是涉及一種鈷酸鋰復(fù)合材料及其制備方法、正極材料。

背景技術(shù)

近年來，隨著便攜式電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電池的使用要求越來越高，尤其是對(duì)容量、耐高溫的要求。而鋰離子電池由于具有工作電壓高、體積小、比能量高、污染少、無記憶效應(yīng)等優(yōu)良的綜合性能，所以一直占據(jù)著便攜式電子設(shè)備的主導(dǎo)地位。

目前鋰離子電池正極材料中，鈷酸鋰由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，放電容量大，循環(huán)性能好等優(yōu)勢(shì)，占據(jù)大量的市場(chǎng)，但同時(shí)鈷酸鋰作為正極材料也存在一定的問題，如鈷酸鋰的理論容量為274mAh/g，在普遍工作電壓4.2V～2.5V的范圍內(nèi)時(shí)，實(shí)際容量?jī)H為140mAh/g左右，限制了電池的功率，理論上可以通過提高充電電壓來利用剩余容量。然而，當(dāng)提高充電電壓至4.5V或者更高時(shí)，電解液容易不穩(wěn)定分解，鈷酸鋰的鈷易溶出，導(dǎo)致電池循環(huán)性能降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爆炸，對(duì)人身安全產(chǎn)生極大的隱患，因此很難通過提高充電電壓來提高實(shí)際容量。因此尋找出能提高鈷酸鋰的高電壓、提高容量及循環(huán)性能的方法對(duì)鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種鈷酸鋰復(fù)合材料，所述的復(fù)合材料解決了鈷酸鋰高溫或高壓下循環(huán)性能差，以及電容量低的問題。

本發(fā)明的第二目的在于提供上述鈷酸鋰復(fù)合材料的制備方法，所述的方法流程簡(jiǎn)單，容易推廣。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種正極材料，所述的正極材料具有電容量高、高溫高壓循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種鈷酸鋰復(fù)合材料，在鈷酸鋰氧化物顆粒的表面包覆磷酸鈷鋰LiCoPO₄而成的材料；

所述鈷酸鋰氧化物顆粒的分子式為L(zhǎng)i_1+xCo_1-y M_yO₂，M選自鎂、鋁、鋯、鈦、鑭、鋅、釩的一種或多種，所述磷酸鈷鋰的質(zhì)量為所述鈷酸鋰氧化物顆粒的0.25％～10％。

本發(fā)明與現(xiàn)有的普通鈷酸鋰或者摻雜有雜元素的鈷酸鋰的區(qū)別是：由鈷酸鋰基體以及包覆在其表面的LiCoPO₄組成，是一種復(fù)合式結(jié)構(gòu)，并且屬于化學(xué)活性的包覆，LiCoPO₄能減少LiOH和Li₂CO₃的產(chǎn)生，間接提高材料的高溫性能，而且能阻止鈷的溶出，顯著改善鈷酸鋰的高壓循環(huán)穩(wěn)定性。

本發(fā)明所述的y可取零值，即本發(fā)明適用于不摻雜元素的鈷酸鋰，但仍能達(dá)到提高高溫高壓循環(huán)性的效果，即在4.5V高電壓下經(jīng)過100次充放電后容量保持率在85％以上。

本發(fā)明所述的M可以是單一的鎂、鋁、鋯、鈦、鑭、鋅或釩，或者鎂、鋁以任意比例混合，或者鎂、鋁、鋯、鈦以任意比例混合，或者鋁、鋯、鈦、鑭以任意比例混合，或者鋅、釩以任意比例混合。