【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料领域，具体涉及一种高电压钴酸锂电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、钴酸锂(licoo2)是最早商业化的锂离子电池正极材料，由于其具有很高的材料密度和电极压实密度，使用钴酸锂正极的锂离子电池具有高的体积能量密度，因此钴酸锂是锂离子电池中应用广泛的正极材料。随着消费电子产品对锂离子电池续航时间的要求不断提高，迫切需要进一步提升电池体积能量密度。钴酸锂电池充电电压的提高可以提高电池的克容量和体积能量密度，因此开发下一代具有更高充电电压的钴酸锂材料已经成为科研界及企业共同关注的热点。目前，钴酸锂电池的充电截止电压已经从1991年最早商业化时的4.20v逐渐提升至4.45v(vs li/li+)，体积能量密度已经超过700wh/l。
2、202011054318.x专利技术专利公开了一种钴酸锂及其制备方法和应用。所述钴酸锂的制备方法包括：将钴金属单质和/或钴金属氧化物、掺杂剂、氧化剂、水、导电金属盐和任选的含氨溶液在氧化还原电位orp值≤100mv、络合剂浓度为0.1～20g/l、电导率≥100us/cm的条件下进行化学腐蚀结晶反应，之后依次经磁选、陈化碱洗、固液分离、洗涤干燥、锂化。采用本专利技术提供的方法制备钴酸锂，溶解结晶过程不产生废水，且不断消耗水，从而能够达到对环境友好的目的，并且所得钴酸锂作为正极材料对应的锂离子电池还具有高克容量和优异的循环稳定性，极具工业应用前景。
3、但电池材料经常有恶劣环境的应用，现有的钴酸锂电池正极材料在恶劣环境下的应用性能有待改善。
>技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种高电压钴酸锂电池正极材料及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种高电压钴酸锂电池正极材料，所述钴酸锂电池正极材料包含锂钴氧化物作为内核以及覆于锂钴氧化物表面的包覆层，所述包覆层包含氧化钨、氧化钛、氧化铝中的至少两种且含有氧化钨，所述钴酸锂电池正极材料中钨元素的含量为1000ppm～2000ppm，作为内核的锂钴氧化物中掺杂有掺杂元素，所述掺杂元素包含铝元素、镁元素、锶元素和钛元素中的至少两种。
3、上述高电压钴酸锂电池正极材料具有内核与包覆层结构，锂钴氧化物作为内核并且掺杂元素包含铝元素、镁元素、锶元素和钛元素，同时包覆层包含氧化钨材料，并且搭配氧化铝或氧化钛作为包覆层，包覆层中的材料与掺杂元素、锂钴氧化物材料相互作用，掺杂元素和包覆层材料经高温烧结后，均匀分布，结构稳定，有效改善了高电压下钴酸锂正极材料的循环稳定性，在3.0-4.45v高电压条件下材料的容量，倍率、高温循环性能优异。而且提升了钴酸锂电池正极材料在高温环境下应用的电池性能。在锂离子电池上有巨大应用前景。
4、优选地，所述包覆层包含氧化钨和氧化钛。
5、上述高电压钴酸锂电池正极材料具有更好的容量、倍率、高温循环性能，而且高温环境下应用的电池性能也得到改善。
6、优选地，所述包覆层为氧化钨、氧化钛和氧化铝。
7、优选地，作为内核的锂钴氧化物中掺杂铝元素、镁元素、锶元素和钛元素中的至少两种且含有锶元素和钛元素。
8、上述高电压钴酸锂电池正极材料具有更好的容量、倍率、高温循环性能，而且高温环境下应用的电池性能也得到改善。
9、优选地，所述掺杂元素在所述高电压钴酸锂电池正极材料中的总含量为2000ppm～4000ppm。
10、优选地，所述掺杂元素包含铝元素、镁元素、锶元素和钛元素。
11、上述高电压钴酸锂电池正极材料具有更好的容量、倍率、高温循环性能，而且高温环境下应用的电池性能也得到改善。
12、优选地，所述包覆层材料中全部金属元素占所述高电压钴酸锂电池正极材料重量为2000～3500ppm。
13、优选地，所述高电压钴酸锂电池正极材料dv50为14～17μm。
14、优选地，所述钴酸锂电池正极材料中钨元素的含量为1300ppm～1800ppm。
15、上述高电压钴酸锂电池正极材料具有更好的容量、倍率、高温循环性能，而且高温环境下应用的电池性能也得到改善。
16、本专利技术还提供上述任一所述高电压钴酸锂电池正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
17、(1)将钴源、掺杂元素源和锂源混合均匀，在含氧气体氛围下升温至900～950℃烧结9～14小时得到dv50粒径为1～8μm的第一烧结材料；
18、(2)将钴源、掺杂元素源和锂源混合均匀，在含氧气体氛围下升温至980～1050℃烧结9～14小时得到dv50粒径为20～23μm的第二烧结材料；
19、(3)将第二烧结材料和第一烧结材料按照重量比为(1.5～5):1混合后，再与包覆层源材料混合均匀，在含氧气体氛围下780～880℃烧结8～13h小时得到所述高电压钴酸锂电池正极材料。
20、优选地，所述钴源为四氧化三钴，所述锂源为碳酸锂，所述掺杂元素源为相应元素的氧化物或氢氧化物，所述包覆层源材料为为相应元素的氧化物或氢氧化物。
21、本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种高电压钴酸锂电池正极材料及其制备方法，本专利技术高电压钴酸锂电池正极材料具有内核与包覆层结构，锂钴氧化物作为内核并且掺杂元素包含铝元素、镁元素、锶元素和钛元素，同时包覆层包含氧化钨材料，并且搭配氧化铝或氧化钛，包覆层中的材料与掺杂元素、锂钴氧化物材料相互作用，掺杂元素和包覆层材料经高温烧结后，均匀分布，结构稳定，有效改善了高电压下钴酸锂正极材料的循环稳定性，在3.0-4.45v高电压条件下材料的容量，倍率、高温循环性能优异。而且提升了钴酸锂电池正极材料在高温环境下应用的电池性能。在锂离子电池上有巨大应用前景。
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1.一种高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述钴酸锂电池正极材料包含锂钴氧化物作为内核以及覆于锂钴氧化物表面的包覆层，所述包覆层包含氧化钨、氧化钛、氧化铝中的至少两种且含有氧化钨，所述钴酸锂电池正极材料中钨元素的含量为1000ppm~2000ppm，作为内核的锂钴氧化物中掺杂有掺杂元素，所述掺杂元素包含铝元素、镁元素、锶元素和钛元素中的至少两种。
2.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述包覆层包含氧化钨和氧化钛。
3.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述包覆层为氧化钨、氧化钛和氧化铝。
4.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，作为内核的锂钴氧化物中掺杂铝元素、镁元素、锶元素和钛元素中的至少两种且含有锶元素和钛元素。
5.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述掺杂元素在所述高电压钴酸锂电池正极材料中的总含量为2000ppm~4000ppm，所述高电压钴酸锂电池正极材料Dv50为14~17μm。
6.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电
7.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述包覆层材料中全部金属元素占所述高电压钴酸锂电池正极材料重量为2000~3500ppm。
8.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述钴酸锂电池正极材料中钨元素的含量为1300ppm~1800ppm。
9.如权利要求1~8任一所述高电压钴酸锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述高电压钴酸锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述钴源为四氧化三钴，所述锂源为碳酸锂，所述掺杂元素源为相应元素的氧化物或氢氧化物，所述包覆层源材料为相应元素的氧化物或氢氧化物。
...【技术特征摘要】
1.一种高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述钴酸锂电池正极材料包含锂钴氧化物作为内核以及覆于锂钴氧化物表面的包覆层，所述包覆层包含氧化钨、氧化钛、氧化铝中的至少两种且含有氧化钨，所述钴酸锂电池正极材料中钨元素的含量为1000ppm~2000ppm，作为内核的锂钴氧化物中掺杂有掺杂元素，所述掺杂元素包含铝元素、镁元素、锶元素和钛元素中的至少两种。
2.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述包覆层包含氧化钨和氧化钛。
3.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述包覆层为氧化钨、氧化钛和氧化铝。
4.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，作为内核的锂钴氧化物中掺杂铝元素、镁元素、锶元素和钛元素中的至少两种且含有锶元素和钛元素。
5.根据权利要求1所述高电压钴酸锂电池正极材料，其特征在于，所述掺杂元素在所述高电压钴酸锂电池正极材料中的总含...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄雨晴，唐朝辉，朱贤徐，熊学，涂文，吴文泽，熊浩，
申请(专利权)人：湖南美特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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