[发明专利]一种钴酸锂复合材料及其制备方法、正极材料

说明书

本发明提供了一种钴酸锂复合材料及其制备方法、正极材料。一种钴酸锂复合材料是在钴酸锂氧化物颗粒的表面包覆磷酸钴锂LiCoPO₄而成的材料；所述钴酸锂氧化物颗粒的分子式为Li_1+xCo_1‑yM_yO₂，M选自镁、铝、锆、钛、镧、锌、钒的一种或多种，所述磷酸钴锂的质量为所述钴酸锂氧化物颗粒的0.25％～10％。本发明解决了钴酸锂高温或高压下循环性能差，以及电容量低的问题。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其是涉及一种钴酸锂复合材料及其制备方法、正极材料。

背景技术

近年来，随着便携式电子设备的广泛应用，人们对电池的使用要求越来越高，尤其是对容量、耐高温的要求。而锂离子电池由于具有工作电压高、体积小、比能量高、污染少、无记忆效应等优良的综合性能，所以一直占据着便携式电子设备的主导地位。

目前锂离子电池正极材料中，钴酸锂由于生产工艺简单，放电容量大，循环性能好等优势，占据大量的市场，但同时钴酸锂作为正极材料也存在一定的问题，如钴酸锂的理论容量为274mAh/g，在普遍工作电压4.2V～2.5V的范围内时，实际容量仅为140mAh/g左右，限制了电池的功率，理论上可以通过提高充电电压来利用剩余容量。然而，当提高充电电压至4.5V或者更高时，电解液容易不稳定分解，钴酸锂的钴易溶出，导致电池循环性能降低，严重时会引起爆炸，对人身安全产生极大的隐患，因此很难通过提高充电电压来提高实际容量。因此寻找出能提高钴酸锂的高电压、提高容量及循环性能的方法对锂离子电池行业的发展有着重要的意义。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种钴酸锂复合材料，所述的复合材料解决了钴酸锂高温或高压下循环性能差，以及电容量低的问题。

本发明的第二目的在于提供上述钴酸锂复合材料的制备方法，所述的方法流程简单，容易推广。

本发明的第三目的在于提供一种正极材料，所述的正极材料具有电容量高、高温高压循环性能好等优点。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种钴酸锂复合材料，在钴酸锂氧化物颗粒的表面包覆磷酸钴锂LiCoPO₄而成的材料；

所述钴酸锂氧化物颗粒的分子式为Li_1+xCo_1-y M_yO₂，M选自镁、铝、锆、钛、镧、锌、钒的一种或多种，所述磷酸钴锂的质量为所述钴酸锂氧化物颗粒的0.25％～10％。

本发明与现有的普通钴酸锂或者掺杂有杂元素的钴酸锂的区别是：由钴酸锂基体以及包覆在其表面的LiCoPO₄组成，是一种复合式结构，并且属于化学活性的包覆，LiCoPO₄能减少LiOH和Li₂CO₃的产生，间接提高材料的高温性能，而且能阻止钴的溶出，显著改善钴酸锂的高压循环稳定性。

本发明所述的y可取零值，即本发明适用于不掺杂元素的钴酸锂，但仍能达到提高高温高压循环性的效果，即在4.5V高电压下经过100次充放电后容量保持率在85％以上。

本发明所述的M可以是单一的镁、铝、锆、钛、镧、锌或钒，或者镁、铝以任意比例混合，或者镁、铝、锆、钛以任意比例混合，或者铝、锆、钛、镧以任意比例混合，或者锌、钒以任意比例混合。