[发明专利]一种连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴，其特征在于，所述铝元素的掺入总量为4000ppm～8000ppm，所述钛元素的掺总量为2000～4000ppm，且所述铝元素的掺杂量从内向外呈连续浓度梯度增加，所述钛元素的掺杂量从内向外呈连续浓度梯度增加。

2.一种连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴，其特征在于，所述铝元素的掺入总量为5000ppm～6000ppm，所述钛元素的掺总量为2500～3500ppm，且所述铝元素的掺杂量从内向外呈连续浓度梯度增加，所述钛元素的掺杂量从内向外呈连续浓度梯度增加。

3.一种如权利要求1或2所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1、配制钴盐溶液和含有碳酸根离子的沉淀剂溶液，待用；

步骤2、配置含有铝盐和纳米二氧化钛的混合溶液，记为富铝钛混合溶液，待用；

步骤3、将所述步骤2的富铝钛混合溶液注入到空白水溶液中，形成铝离子、钛离子浓度不断增大的贫铝钛混合溶液；

在将所述富铝钛混合溶液注入到空白水溶液中，形成铝离子、钛锂离子浓度不断增大的贫铝钛混合溶液的同时，将所述钴盐溶液、沉淀剂溶液和贫铝钛混合溶液以并流的方式加入存有底液的反应釜内，进行共沉淀反应，得到连续浓度梯度铝钛掺杂的碳酸钴；

步骤4、对所述步骤3得到的所述连续浓度梯度铝钛掺杂的碳酸钴进行煅烧，得到连续浓度梯度铝钛掺杂的四氧化三钴。

4.如权利要求3所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述钴盐溶液中钴离子的浓度为1.5～2.5mol/L，所述沉淀剂溶液为碳酸氢铵溶液或碳酸铵溶液，所述碳酸氢铵溶液或碳酸铵溶液的浓度均为1～3mol/L；所述步骤2中，所述富铝钛混合溶液中铝离子的浓度为0.1～0.5mol/L，所述富铝钛混合溶液中纳米二氧化钛的浓度为0.05～0.25mol/L。

5.如权利要求3所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述富铝钛混合溶液注入到所述空白水溶液中的流速V₀满足：V₀＝V₂，其中V₂为所述贫铝钛混合溶液注入到所述反应釜内的流速；所述底液为碳酸氢铵溶液或者去离子水，所述底液的pH值为7.0～7.2。

6.如权利要求5所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述钴盐溶液注入到所述反应釜内的流速V₁满足：20ml/min≤V₁≤40ml/min；所述贫铝钛混合溶液注入到所述反应釜内的流速V₂满足：10ml/min≤V₂≤40ml/min。

7.如权利要求6所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂溶液注入到所述反应釜内的流速V₃满足：V₂：V₃＝0.5～2.0:3。

8.如权利要求3-7任一项所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述共沉淀的反应温度为30～55℃，反应时间为48～72h，反应pH为7.0～7.2。

9.如权利要求3-7任一项所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述煅烧温度为450～650℃，煅烧时间为1.5～4h。

10.一种如权利要求1或2所述的连续浓度梯度铝钛掺杂四氧化三钴在锂离子电池正极材料中的应用。