[发明专利]高压钴酸锂正极材料、制备方法及锂离子二次电池

权利要求书

1.一种高压钴酸锂正极材料，其特征在于，其为多级核壳结构，由内而外依次包括：α-NaFeO₂结构钴酸锂核层、复合掺杂层以及功能性壳层，构成所述高压钴酸锂正极材料的通式为：

LiCoO₂·D-LiCo_1-xM_xO₂·S-Li-La-X-O，

其中，0.01≤x≤0.06，M选自Mg、Al、Ti、Zr、La，Nb或稀土元素中的一种或多种；X选自Zr、Nb、Sc、Ga中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，所述M选自La和Zr，所述La和Zr的摩尔比为1:1～2:1。

3.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，所述功能性壳层具有立方相或四方相，选自Li₇La₃Zr₂O12、Li₇La₃Nb₂O₁₂、Li_0.5La_0.5Nb₂O₆中的一种或多种，所述功能性壳层重量为所述α-LiCoO₂结构钴酸锂核层的0.5～5wt％。

4.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，所述复合掺杂层和功能性壳层的质量和与所述高压钴酸锂正极材料质量之比为0.01～0.05:1。

5.根据权利要求1所述的高压钴酸锂正极材料，其特征在于，α-LiCoO₂结构钴酸锂核层的直径为10～20μm，比表面积为0.1～0.5m²/g。

6.一种高压钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取钴酸锂材料；

S2、向有机溶剂中加入金属掺杂物、凝胶剂和所述钴酸锂材料，均匀混合得到混合物；其中，所述混合物中钴酸锂材料钴酸锂材料的固含量为10～40wt％；

S3、将所述混合物在50～80℃持续搅拌至形成粘稠的凝胶，然后在600～1200℃烧结6～24h,自然冷却后得到高压钴酸锂正极材料。

7.根据权利要求6所述的高压钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2之前，还包括：

将所述钴酸锂材料在200～500℃下热处理0.5～4h。

8.根据权利要求6所述的高压钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述凝胶剂为含酸根离子的有机化合物，所述凝胶剂与所述金属掺杂物中金属盐离子的摩尔比为1:1～1:2。

9.根据权利要求6所述的高压钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述金属掺杂物选自Li、La、Zr、Nb、Sc或Ga的硝酸盐、醇盐、氧化物中的一种或多种。

10.一种锂离子二次电池，包括正极、负极、隔离膜和电解液，其特征在于，所述正极包含如权利要求1-5任一项所述的高压钴酸锂正极材料。