[发明专利]一种锂平衡的钴酸锂混合材料及其制备、检测方法

权利要求书

1.一种锂平衡的钴酸锂混合材料，其特征在于，其由大小颗粒级配而成，其中大颗粒是单晶形貌，粒度控制在15～22μm；小颗粒是单晶形貌或者团聚体形貌，粒度控制在1～10μm，小颗粒在钴酸锂混合材料中的质量比是大于0，小于等于50％；大颗粒的化学式为：Li_aCo_1-bM_bO_δ1，其中1.03≤a≤1.08，0b≤0.10，1.90≤δ1≤2.10；小颗粒的化学式为：Li_cCo_1-dM'_dO_δ2，其中0.97≤c≤1.03且c≤a，0d≤0.10，1.90≤δ2≤2.10；大小颗粒级配煅烧后的钴酸锂混合材料的Li/Me等于1.00±0.01，其中Me包括Co、M和M'；M是Mg、Ca、Sr、Al、Ga、Sn、P、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Y、La、Sm中的至少一种，M'是Mg、Ca、Sr、Al、Ga、Sn、P、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Y、La、Sm中的至少一种。

2.一种权利要求1所述的锂平衡的钴酸锂混合材料的制备方法，其特征在于，通过掺杂型的Co前驱体来制备钴酸锂的大小颗粒，包括以下步骤：

将M元素掺杂的大颗粒Co前驱体和Li源固相混合均匀，在空气气氛高温T1下煅烧5～15小时，850℃≤T1≤1100℃，降温到室温，破碎、过筛，得到钴酸锂大颗粒；

将M'元素掺杂的小颗粒Co前驱体和Li源固相混合均匀，在空气气氛低温T2下煅烧1～5小时，400℃≤T2≤850℃，降温到室温，破碎、过筛，得到钴酸锂小颗粒；

将钴酸锂大颗粒和钴酸锂小颗粒固相混合均匀，在空气气氛中温T3下煅烧3～15小时，900℃≤T3≤1000℃，然后在800～900℃退火1～5小时，降温到室温，破碎、过筛，得到钴酸锂混料材料。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，M元素是Mg、Ca、Sr、Al、Ga、Sn、P、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Y、La、Sm中的至少一种，大颗粒Co前驱体是四氧化三钴、碳酸钴、氢氧化钴和羟基氧化钴中的至少一种，Li源是碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂、硝酸锂、乙酸锂和氟化锂中的至少一种；

M'元素是Mg、Ca、Sr、Al、Ga、Sn、P、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Y、La、Sm中的至少一种，小颗粒Co前驱体是四氧化三钴、碳酸钴、氢氧化钴和羟基氧化钴中的至少一种，Li源是碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂、硝酸锂、乙酸锂和氟化锂中的至少一种。

4.一种权利要求1所述的锂平衡的钴酸锂混合材料的制备方法，其特征在于，通过掺杂型的Co前驱体和一次掺杂来制备钴酸锂的大小颗粒，包括以下步骤：

将M1元素掺杂的大颗粒Co前驱体、Li源和含有M2元素的原料固相混合均匀，M1、M2元素是Mg、Ca、Sr、Al、Ga、Sn、P、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Y、La、Sm中的至少一种，在空气气氛高温T1下煅烧5～15小时，850℃≤T1≤1100℃，降温到室温，破碎、过筛，得到钴酸锂大颗粒；

将M1'元素掺杂的小颗粒Co前驱体、Li源和含有M2'元素的原料固相混合均匀，M1'、M2'元素是Mg、Ca、Sr、Al、Ga、Sn、P、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Y、La、Sm中的至少一种，在空气气氛低温T2下煅烧1～5小时，400℃≤T2≤850℃，降温到室温，破碎、过筛，得到钴酸锂小颗粒；

将钴酸锂大颗粒和钴酸锂小颗粒固相混合均匀，在空气气氛中温T3下煅烧3～15小时，900℃≤T3≤1000℃，然后在800～900℃退火1～5小时，降温到室温，破碎、过筛，得到钴酸锂混料材料。