[发明专利]钴酸锂正极材料及其制备方法以及锂离子二次电池

摘要

本发明提供了一种高电压钴酸锂正极材料，该材料为掺杂型钴酸锂基体和表面包覆的复合结构；所述掺杂型钴酸锂基体的通式为Li1+zCo1‑x‑yMaxMbyO2；其中，0≤x≤0.1，0≤y≤0.01，‑0.05≤z≤0.08；所述Ma为掺杂的不变价元素，为Al，Ga，Hf，Mg，Sn，Zn，Zr中的至少一种；所述Mb为掺杂的变价元素，为Ni，Mn，V，Mo，Nb，Cu，Fe，In，W，Cr中的至少一种；所述表面包覆层为高电压(4.5V)的正极材料。不变价元素通过取代掺杂，最大限度减少层状结构因为脱锂而产生的畸变；变价元素通过间隙掺杂，在充电过程中，调和并延缓Co3+氧化。高电压正极材料的表面包覆层本身在4.5V以上的电压下结构稳定，并且可以隔离电解液和钴酸锂基体，减少两者之间的副反应并抑制过渡金属的溶出；同时还可以提供电化学能量。

主权项

一种钴酸锂正极材料，其特征在于，所述钴酸锂正极材料包括掺杂型钴酸锂基体和表面包覆层；其中，所述表面包覆层包覆在所述掺杂型钴酸锂基体的表面；其中，构成所述掺杂型钴酸锂基体的物质的通式为Li_1+zCo_1‑x‑yMa_xMb_yO₂；其中，0≤x≤0.01，0≤y≤0.01，‑0.05≤z≤0.08；其中，所述Ma为掺杂的不变价元素；所述Ma为Al，Ga，Hf，Mg，Sn，Zn，Zr中的至少一种；其中，所述Mb为掺杂的变价元素；所述Mb为Ni，Mn，V，Mo，Nb，Cu，Fe，In，W，Cr中的至少一种；其中，构成所述表面包覆层物质的通式为Li_γ1Mc_γ2O_γ3；所述Mc为Cr，Co，Ni，Cu，Mn，P中的至少一种，所述γ1、γ2和γ3为满足公式γ1+A*γ2＝2*γ3的任意正数，所述A为Mc的化合价。