[發明專利]一種摻雜包覆復合改性鈷酸鋰LCMO@BT及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110067502.6
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112909231A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 胡炳文;胡蓓;耿福山;李超;趙沖;林洋;邱晴;張瑋;廖昱鑫
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 夏思秋

1.一種摻雜包覆復合改性鈷酸鋰LCMO@BT的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將鎂化合物，鈷化合物和鋰鹽球磨混合，然后低溫預燒，高溫煅燒，得到鎂摻雜的鈷酸鋰；

(2)向含有鋇鹽的弱酸水溶液中加入鈦酸酯和所述步驟(1)得到的鎂摻雜的鈷酸鋰，加熱攪拌，烘干，真空干燥，得到表面負載了鋇鹽和鈦酸酯混合物的鎂摻雜的鈷酸鋰；

(3)然后將所述步驟(2)得到的表面負載了鋇鹽和鈦酸酯混合物的鎂摻雜的鈷酸鋰進行高溫煅燒，得到摻雜包覆復合改性的鈷酸鋰LCMO@BT。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述鎂化合物為乙酸鎂、氧化鎂、碳酸鎂、硝酸鎂、氯化鎂中的一種或多種混合物；和/或，所述鈷化合物為三氧化二鈷、氫氧化鈷、碳酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷中的一種或多種混合物；和/或，所述鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰中的一種或多種混合物；和/或，所述鎂化合物、鈷化合物、鋰鹽按LiMg_xCo_(1-x)O₂(0.005≤x≤0.5)的摩爾比混合。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述球磨的轉速為120-160r/min；和/或，所述球磨的時間為2-4h；和/或，所述低溫預燒的溫度為350-600℃；和/或，所述低溫預燒的時間為3-5h；和/或，所述高溫煅燒的溫度為750-1000℃；和/或，所述高溫煅燒的時間為12-24h。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述鋇鹽為氫氧化鋇、碳酸鋇、硝酸鋇中的一種或多種混合物；和/或，所述弱酸水溶液為溶于水的有機弱酸，所述有機弱酸選自為醋酸、檸檬酸、酒石酸中的一種或多種混合物；和/或，所述弱酸水溶液的濃度為0.5-1.5mol/L；和/或，所述鎂摻雜的鈷酸鋰與弱酸水溶液的比為0.1-0.8g/L。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述鈦酸酯為鈦酸四丁酯、鈦酸戊丁酯中的一種或多種混合物；和/或，所述鋇鹽與鈦酸酯的摩爾比為1：1；和/或，所述加熱攪拌的溫度為30-50℃；和/或，所述加熱攪拌的時間為20-40min；和/或，所述烘干的溫度為70-90℃；和/或，所述真空干燥的溫度為110-140℃；和/或，所述真空干燥的時間為2-4h。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述高溫煅燒的溫度為700-850℃；和/或，所述高溫煅燒的時間為30-120min；和/或，所述步驟(3)中，所述高溫煅燒過程中，所述鋇鹽與鈦酸酯所形成的鋇鈦雙金屬氧化物與所述鎂摻雜的鈷酸鋰的質量比為(0.02-0.1)：1。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法制備得到的摻雜包覆改性的鈷酸鋰LCMO@BT的顆粒直徑為1-4μm。

8.一種摻雜包覆復合改性鈷酸鋰LCMO@BT，其特征在于，其鈷酸鋰內部摻雜微量鎂，鎂取代鈷的位置，其表面包覆鋇鈦雙金屬氧化物，且摻雜包覆之后未改變鈷酸鋰原有的結構。

9.如權利要求8所述的摻雜包覆復合改性鈷酸鋰LCMO@BT，其特征在于，其通過如權利要求1-7之任一項所述方法制備得到。

10.如權利要求1-7之任一項所述方法制備得到的摻雜包覆復合改性鈷酸鋰LCMO@BT、或如權利要求8或9所述的摻雜包覆復合改性鈷酸鋰LCMO@BT在制備鋰離子電池正極材料中的應用。

11.一種用于鋰離子電池的超高壓鈷酸鋰正極材料，其特征在于，其為如權利要求8或9所述的摻雜包覆復合改性鈷酸鋰LCMO@BT。