[发明专利]一种钴酸锂正极材料、制备方法、正极片及电池

说明书

本发明公开了一种钴酸锂正极材料、制备方法、正极片及电池，钴酸锂正极材料包括钴酸锂内核和氧化锂硼包覆层；所述氧化锂硼包覆层包覆在所述钴酸锂内核的表面。本发明的钴酸锂正极材料在钴酸锂内核表面包裹一层具有保护作用的氧化锂硼包覆层(xLi₂O·yB₂O₃)，起到物理屏障的作用，能够有效减少电解液在钴酸锂表面的副反应，防止高电压条件下Co⁴⁺对电解液的氧化，增强了钴酸锂材料在高电压充放电过程中的结构稳定性，使其在高电压下具有良好的循环性能；另外氧化锂硼离子导电性好，改善了钴酸锂的脱嵌锂的均匀性，具有较好的倍率性能，改善钴酸锂在高电压下的循环稳定性和高温稳定性。

技术领域

本发明涉及第二次电池技术领域，尤其涉及一种钴酸锂正极材料、制备方法、正极片及电池。

背景技术

钴酸锂由于体积比能量密度高，广泛应用于各种便携式电子设备，如笔记本电脑、手机和平板电脑等。随着5G的推广、便携电子设备轻薄化的趋势，市场对能量密度要求越来越高，对钴酸锂充电上限电压提升的需求也变得迫切起来。

现有钴酸锂材料在高电压下结构稳定性比较差，比如当电芯充电电压达到4.50V时，脱锂量在75％左右，此时钴酸锂材料的相变可逆性变差，同时钴酸锂中的氧也会参与电荷转移，结构稳定性下降，从而使得电芯放电比容量急剧衰减，不能满足高电压下的使用。因此，迫切需要提高钴酸锂在高电压下的电化学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种钴酸锂正极材料、制备方法、正极片及电池，该钴酸锂材料在高电压下结构稳定性好，高电压下电化学性能好。

本发明公开了一种钴酸锂正极材料，包括钴酸锂内核和氧化锂硼包覆层；氧化锂硼包覆层包覆在钴酸锂内核的表面。

可选地，钴酸锂内核掺杂铝和镁。

可选地，钴酸锂内核掺杂钛。

可选地，钴酸锂正极材料的D50粒径为5～7μm。

可选地，钴酸锂正极材料的D50粒径为18～20μm。

可选地，掺杂有铝、镁和钛的钴酸锂的化学式为LiCo_aAl_bMg_cTi_dB_eO₂；其中，0.95≤a≤0.999，0.005≤b≤0.05，0.001≤c≤0.005，0.0001≤d≤0.005，0.0001≤e≤0.005。

本发明还公开了一种正极片，包括如上述的钴酸锂正极材料。

本发明还公开了一种钴酸锂正极材料的制备方法，包括：

步骤A：称取钴源前驱体、锂源前驱体作为前驱体，混合均匀后，在空气气氛下进行第一次烧结、第一次破碎后得到中间品颗粒钴酸锂；

步骤B：称取硼添加剂与中间品颗粒钴酸锂混合均匀后进行第二次烧结后得到具有氧化锂硼包覆层的钴酸锂正极材料。

可选地，步骤A具体为：称取铝掺杂型钴源前驱体、锂源前驱体作为前驱体，加入镁添加剂，混合均匀后，在空气气氛下进行第一次烧结、第一次破碎后得到中间品大颗粒钴酸锂；

称取铝掺杂型钴源前驱体、锂源前驱体作为前驱体，加入镁添加剂、钛添加剂，混合均匀后，在空气气氛下进行第一次烧结、第一次破碎后得到中间品小颗粒钴酸锂。

本发明还公开了一种电池，包括如上述的正极片。