[发明专利]一种锂离子电池用大颗粒单晶钴酸锂及其阳离子掺杂的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用层状LiCoO₂大颗粒单晶或其阳离子掺杂的制备方法，其特征是，制备得到的层状正极材料的结构通式为Li[Co_1-xM_x]O₂，其中M为Zn、Al、Mg、Ti、Zr、Nb、W中一种或多种，0≤x≤0.1，该制备方法包括以下步骤：

首先将前驱体Co(OH)₂或阳离子掺杂的前驱体[Co_1-xM_x](OH)₂与化学计量比锂源混合，其中锂与过渡金属元素的摩尔比Li/Co_1-xM_x＝y，0.1≤y≤0.5，高温下烧结形成尖晶石相Li_2y[Co_1-xM_x]₂O₄小颗粒单晶；

然后将该小颗粒单晶与尖晶石相Co₃O₄均匀混合继续高温烧结，由于尖晶石相间相似相容原理，该烧结过程可促进上述两种尖晶石相颗粒间融合，制备尖晶石相Li_2y-2m[Co_1-x+nM_x-n]₂O₄大颗粒单晶，其中，0.1＜m＜0.5、0＜n＜0.1；

最后向该大颗粒单晶中补充计量比锂源，使得锂与过渡金属元素的摩尔比Li/Co_1-x+nM_x-n＝1-y+m/1，继续高温烧结即可制备LiCoO₂大颗粒单晶或阳离子掺杂的LiCoO₂大颗粒单晶。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，采用共沉淀路线制备前驱体Co(OH)₂或阳离子掺杂的前驱体[Co_1-xM_x](OH)₂。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述锂源是碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、醋酸锂和草酸锂中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，第一次高温烧结的条件为950-1100℃下煅烧1-10h。

5.如权利要求4所述的方法，其特征是，第一次高温烧结的条件为1000-1100℃下煅烧2-4h。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是，第二次高温烧结的条件为1000-1200℃下煅烧1-24h。

7.如权利要求6所述的方法，其特征是，第二次高温烧结的条件为1000-1050℃下煅烧6-10h。

8.如权利要求1所述的方法，其特征是，第三次高温烧结的条件为900-1000℃下煅烧4-12h。

9.如权利要求8所述的方法，其特征是，第三次高温烧结的条件为900-1000℃下煅烧6-8h。

10.如权利要求1所述的方法，其特征是，高温烧结气氛为空气、氧气或惰性气氛。

11.如权利要求10所述的方法，其特征是，高温烧结气氛为空气。

12.如权利要求10所述的方法，其特征是，高温烧结时，物料的升温速率为2-10℃/min。