[发明专利]锂离子导体包覆锂离子电池钴酸锂正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子导体包覆锂离子电池钴酸锂高压正极材料的制备方法，采用水热法包覆，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)草酸盐前驱体的制备：

将钴的金属盐CoSO₄、Co(NO₃)₂或CoCl₂溶于50mL水中，使金属Co离子的摩尔浓度为1～3mol/L，得到金属离子混合溶液；配置摩尔浓度为1～3mol/L的H₂C₂O₄溶液50mL，磁力搅拌下将上述H₂C₂O₄溶液加入到上述金属离子混合溶液中，产生沉淀物，搅拌2小时后，离心分离，分别用去离子水及无水乙醇清洗沉淀物2次，将沉淀物置于80℃烘箱中干燥12小时，得到草酸盐前驱体，草酸盐前驱体的分子式为：CoC₂O₄·2H₂O；

(2)氧化物包覆草酸盐前驱体的制备：

将上述步骤(1)得到的草酸盐前驱体500mg分散在10mL无水乙醇中，搅拌并超声分散10分钟，按照(Zr、Ti或Si)︰Co＝α︰100的摩尔比例，加入质量百分比浓度为10％wt的Zr(OC₄H₉)₄、Ti(OC₄H₉)₄或Si(OC₂H₅)₄无水乙醇溶液，其中1≤α≤15，搅拌分散均匀，得到混合液，然后将该混合液转入彻底干燥的聚四氟乙烯内衬的水热釜中，在150～180℃下水热处理5～12小时，自然冷却后，离心洗涤，将离心洗涤得到的沉淀物在80℃下干燥12小时，得到相应的ZrO₂、TiO₂或SiO₂的氧化物包覆草酸盐前驱体；

(3)锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备：

按照Li︰Co＝(105+2α)/100或者Li︰Co＝(105+4α)/100的摩尔比例，其中1≤α≤15，将上述步骤(2)制备的草酸盐前驱体与锂盐LiOH·H₂O或Li₂CO₃研磨并混匀，置于马弗炉中，以3～5℃/min的升温速率，在700～1000℃下煅烧处理12～24小时，自然冷却至室温，得到相应的锂离子导体Li₂ZrO₃或Li₄ZrO₄、Li₂TiO₃或Li₄TiO₄以及Li₂SiO₃或Li₄SiO₄包覆钴酸锂电池钴酸锂高压正极材料。

2.一种锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备方法，采用直接搅拌法包覆，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)草酸盐前驱体的制备：

将钴的金属盐CoSO₄、Co(NO₃)₂或CoCl₂溶于50mL水中，使金属Co离子的摩尔浓度为1～3mol/L，得到金属离子溶液，再配置摩尔浓度为1～3mol/L的H₂C₂O₄溶液50mL，磁力搅拌下将H₂C₂O₄溶液加入到金属离子混合溶液中，产生沉淀物，搅拌2小时后，离心分离，分别用去离子水及无水乙醇清洗沉淀物2次，将沉淀物置于80℃烘箱中干燥12小时，得到草酸盐前驱体，草酸盐前驱体的分子式为：CoC₂O₄·2H₂O；

(2)氧化物包覆草酸盐前驱体的制备：

将上述步骤(1)得到的草酸盐前驱体2g分散在25mL无水乙醇中，加入10μL～1mL氨水后搅拌并超声分散10分钟，按照(Zr、Ti或Si)︰Co＝α︰100的摩尔比例，加入质量百分比浓度为10％wt的Zr(OC₄H₉)₄、Ti(OC₄H₉)₄或Si(OC₂H₅)₄无水乙醇溶液，其中1≤α≤15，搅拌分散均匀，得到混合液，然后将该混合液在25～75℃下300-700转速下搅拌24～72小时，待反应完全后离心洗涤，将离心洗涤得到的沉淀物在80℃下干燥12小时，得到氧化物ZrO₂、TiO₂或SiO₂的包覆草酸盐前驱体；

(3)锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备：

按照Li︰Co＝(105+2α)/100或者Li︰Co＝(105+4α)/100的摩尔比例，其中1≤α≤15，将上述步骤(2)制备的草酸盐前驱体与锂盐LiOH·H₂O或Li₂CO₃研磨并混匀，置于马弗炉中，以3～5℃/min的升温速率，在700～1000℃下煅烧处理12～24小时，自然冷却至室温，得到相应的锂离子导体Li₂ZrO₃或Li₄ZrO₄、Li₂TiO₃或Li₄TiO₄以及Li₂SiO₃或Li₄SiO₄包覆钴酸锂电池钴酸锂高压正极材料。