[發(fā)明專利]一種鈷酸鋰復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110087455.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112928251B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾家江;于麗秋;李素麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;胡影

本發(fā)明提供一種鈷酸鋰復(fù)合材料及其制備方法，所述鈷酸鋰復(fù)合材料包括：基體，所述基體包括鈷酸鋰；包覆層，所述包覆層包括缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰，包覆在所述基體的表面。本發(fā)明通過(guò)使用納米級(jí)的缺鋰磷酸鋰進(jìn)行包覆處理，合成了含包覆層的鈷酸鋰復(fù)合材料。以該復(fù)合材料作為正極材料，相對(duì)于基體材料，在提升循環(huán)性能及存儲(chǔ)性能的條件下，容量無(wú)損失；相對(duì)于磷酸鈷鋰包覆鈷酸鋰，電導(dǎo)率更高，從而電比容量更高，循環(huán)性能更優(yōu)；相對(duì)于磷酸鈷鋰包覆鈷酸鋰，表面更穩(wěn)定，因此高溫存儲(chǔ)性能高溫循環(huán)性能更優(yōu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈷酸鋰復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前3C消費(fèi)類鋰電池的研究熱點(diǎn)主要集中在高能量密度及高倍率兩個(gè)方面，尤其是高能量密度與正極材料性能高度相關(guān)。為提高能量密度，電池使用中在不斷地提高充電截止電壓。但高脫鋰態(tài)正極材料使電池?fù)碛休^高體積/質(zhì)量能量密度的情況下，本身會(huì)體現(xiàn)出更強(qiáng)的氧化性，更容易產(chǎn)生不可逆相變、氧析出、過(guò)渡金屬溶解與裂紋等現(xiàn)象，導(dǎo)致材料失效。

在材料改善方法中包覆適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)可以有效改善過(guò)渡金屬溶解，改善材料的循環(huán)性能及高溫存儲(chǔ)性能。

現(xiàn)有包覆方式的電極材料穩(wěn)定性相對(duì)較差，導(dǎo)電性差，會(huì)降低容量，降低循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鈷酸鋰復(fù)合材料及其制備方法，用于解決現(xiàn)有的包覆材料中存在的穩(wěn)定性差、導(dǎo)電性差等問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種鈷酸鋰復(fù)合材料，包括：

基體，所述基體包括鈷酸鋰；

包覆層，所述包覆層包括缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰，包覆在所述基體的表面。

進(jìn)一步地，所述復(fù)合材料還包括：

過(guò)渡層，所述過(guò)渡層包括缺鋰態(tài)鈷酸鋰，位于所述基體和所述包覆層中間。

進(jìn)一步地，所述包覆層的厚度為0.1～5nm，和/或

所述過(guò)渡層的厚度為0.1～10nm。

進(jìn)一步地，所述缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰的化學(xué)式為L(zhǎng)i_x1CoPO₄，其中0.3x10.7，和/或

所述缺鋰態(tài)鈷酸鋰的化學(xué)式為L(zhǎng)i_y1CoO₂，其中，0.3y10.9。

進(jìn)一步地，所述包覆層包括：

第一磷酸鈷鋰層，所述第一磷酸鈷鋰層包覆在所述渡層或基體的表面，所述第一磷酸鈷鋰層中缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰的化學(xué)式為L(zhǎng)i_x2CoPO₄，其中0.3x20.7；

第二磷酸鈷鋰層，所述第二磷酸鈷鋰層包覆在所述第一磷酸鈷鋰層的表面，所述第一磷酸鈷鋰層為缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰，所述第二磷酸鈷鋰層中缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰的化學(xué)式為L(zhǎng)i_x3CoPO₄，其中0.3x30.7，且x3x2。

進(jìn)一步地，所述鈷酸鋰復(fù)合材料的粒徑為12～18μm。

第二方面，本發(fā)明提供了一種鈷酸鋰復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法為：

提供納米級(jí)缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰Li_xCoPO₄，0.3x0.7；

將所述納米級(jí)缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰與鈷酸鋰混合，所述缺鋰態(tài)磷酸鈷鋰質(zhì)量為所述鈷酸鋰的質(zhì)量的0.02％～2％，混合后進(jìn)行熱處理，得到所述鈷酸鋰復(fù)合材料。