[发明专利]一种有效掺杂的钴酸锂材料及其制备方法

权利要求书

1.一种有效掺杂的钴酸锂材料，其特征在于：所述钴酸锂材料为锂位取代掺杂的钴酸锂，其基体通式为Li_1+xM_yCo_1-zO₂；其中，-0.05≤x≤0.05,0＜y≤0.05,0＜z≤0.05；M为掺杂元素；钴酸锂材料的晶胞参数c值介于14.05到14.085之间，a轴的晶胞参数a值介于2.815到2.83之间。

2.根据权利要求1所述的钴酸锂材料，其特征在于：掺杂元素M为Al、Mg、Ti、Mn、Ni中的一种或多种。

3.一种有效掺杂钴酸锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将钴盐、锂化合物以及包含M元素的纳米级添加剂一起混合均匀，并控制Li/Co的摩尔比在1.00-1.07，混合均匀得到一次混合料；其中M元素为Al、Mg、Ti、Mn、Ni中的一种或多种；纳米级添加剂为对应M元素的有机金属盐；

S2、将步骤S1得到的一次混合料进行烧结，得到一次烧结料；

S3、将步骤S2一次烧结料进行破碎分级得到不同粒径大小的锂电池正极材料半成品；

S4、将不同粒径大小的锂电池正极材料半成品进行二次混料，在二次混料的中添加含有M元素的纳米级添加剂以及含有A元素的纳米级添加剂，混合均匀得到二次混合料，M元素为Al、Mg、Ti、Zr、Mn、Ni中的一种或多种，A元素为Mg、Al、Ti、Zr、Ni、Mn、Y、La、Ce、Pr、Sm的一种或者多种；

S5、将所述二次混合料进行烧结，得到二次烧结料；

S6、将二次烧结料制粉，得到有效掺杂的钴酸锂材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：有机金属盐为乙酰丙酮金属盐、EDTA金属盐、草酸金属盐、乙酸金属盐的一种或者多种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：有机金属盐为有机物做螯合配体的两齿到六齿的螯合物。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中的烧结过程包括先升温至200-300℃，保温烧结H1小时后，继续升温至700-900℃，保温H2小时，继续升温至900-1100℃，保温烧结H3小时得到一次烧结料，其中H1，H2和H3的总和为8-20小时。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S5中二次烧结的烧结温度为600-1100℃，二次烧结时长为5-20小时。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：对步骤S6得到的钴酸锂材料进行有效掺杂表征，钴酸锂材料的晶胞参数c值介于14.05到14.085之间，a轴的晶胞参数a值介于2.815到2.83之间。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：对步骤S6得到的钴酸锂材料进行有效掺杂进行XRD表征，并对XRD数据进行精修，且钴酸锂材料精修后的掺杂金属总含量与实际投料金属总含量的差异值小于20％。