[发明专利]一种钴酸锂复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种钴酸锂复合材料及其制备方法，所述钴酸锂复合材料包括：基体，所述基体包括钴酸锂；包覆层，所述包覆层包括缺锂态磷酸钴锂，包覆在所述基体的表面。本发明通过使用纳米级的缺锂磷酸锂进行包覆处理，合成了含包覆层的钴酸锂复合材料。以该复合材料作为正极材料，相对于基体材料，在提升循环性能及存储性能的条件下，容量无损失；相对于磷酸钴锂包覆钴酸锂，电导率更高，从而电比容量更高，循环性能更优；相对于磷酸钴锂包覆钴酸锂，表面更稳定，因此高温存储性能高温循环性能更优。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种钴酸锂复合材料及其制备方法。

背景技术

目前3C消费类锂电池的研究热点主要集中在高能量密度及高倍率两个方面，尤其是高能量密度与正极材料性能高度相关。为提高能量密度，电池使用中在不断地提高充电截止电压。但高脱锂态正极材料使电池拥有较高体积/质量能量密度的情况下，本身会体现出更强的氧化性，更容易产生不可逆相变、氧析出、过渡金属溶解与裂纹等现象，导致材料失效。

在材料改善方法中包覆适当的物质可以有效改善过渡金属溶解，改善材料的循环性能及高温存储性能。

现有包覆方式的电极材料稳定性相对较差，导电性差，会降低容量，降低循环。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钴酸锂复合材料及其制备方法，用于解决现有的包覆材料中存在的稳定性差、导电性差等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种钴酸锂复合材料，包括：

基体，所述基体包括钴酸锂；

包覆层，所述包覆层包括缺锂态磷酸钴锂，包覆在所述基体的表面。

进一步地，所述复合材料还包括：

过渡层，所述过渡层包括缺锂态钴酸锂，位于所述基体和所述包覆层中间。

进一步地，所述包覆层的厚度为0.1～5nm，和/或

所述过渡层的厚度为0.1～10nm。

进一步地，所述缺锂态磷酸钴锂的化学式为Li_x1CoPO₄，其中0.3x10.7，和/或

所述缺锂态钴酸锂的化学式为Li_y1CoO₂，其中，0.3y10.9。

进一步地，所述包覆层包括：

第一磷酸钴锂层，所述第一磷酸钴锂层包覆在所述渡层或基体的表面，所述第一磷酸钴锂层中缺锂态磷酸钴锂的化学式为Li_x2CoPO₄，其中0.3x20.7；

第二磷酸钴锂层，所述第二磷酸钴锂层包覆在所述第一磷酸钴锂层的表面，所述第一磷酸钴锂层为缺锂态磷酸钴锂，所述第二磷酸钴锂层中缺锂态磷酸钴锂的化学式为Li_x3CoPO₄，其中0.3x30.7，且x3x2。

进一步地，所述钴酸锂复合材料的粒径为12～18μm。

第二方面，本发明提供了一种钴酸锂复合材料的制备方法，所述制备方法为：

提供纳米级缺锂态磷酸钴锂Li_xCoPO₄，0.3x0.7；

将所述纳米级缺锂态磷酸钴锂与钴酸锂混合，所述缺锂态磷酸钴锂质量为所述钴酸锂的质量的0.02％～2％，混合后进行热处理，得到所述钴酸锂复合材料。