【技术实现步骤摘要】
本申请涉及钴酸锂电池领域，尤其涉及一种化合物及其用途、钴酸锂正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池(lib)作为目前最有前途的新一代储能技术之一，其具有大比容量、高电压、高功率、高效率并且对环境污染小的优势。锂离子电池主要由正极、负极、电解质和隔膜等关键成分组成，锂离子电池的电化学性能在很大程度上取决于电极的活性材料，其中，正极材料在决定锂离子电池性能(例如容量、热稳定性和电势)方面起着重要作用，是系统+中主要的锂离子(li)供体，决定锂离子电池的容量，并影响电池的成本。目前常见的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂licoo2、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等，其中，仍以钴酸锂licoo2的应用最广泛技术最成熟。
2、现有技术1：中国专利申请202310521568.7中公开了一种复合富锂材料及其制备方法、正极和二次电池，所述制备方法为：提供配体、富锂材料和有机溶剂；将所述配体、所述富锂材料和所述有机溶剂进行混合处理，制得锂混合液；除去所述锂混合液中的所述有机溶剂，制得复合富锂材料；其中，所述配体包括有机螯合剂。
3、该方案以复合富锂材料作为补锂添加剂，富锂材料中的锂离子有效地补充锂离子电池sei膜形成过程消耗的锂离子，同时，配体中的有机螯合剂有效地螯合在锂离子电池的循环过程中正极材料所释放的过渡金属，避免了过渡金属对sei膜的破坏，降低sei膜修复消耗的锂离子，提高了锂离子电池的首充容量，并降低了循环过程中的容量衰减，提高了锂离子电池的寿命。
4、现有技术2：中国专利申请201811384
5、该方案中浆料中的螯合剂具有羧基、氨基等官能团，可以与粘结剂和活性物质表面的羧基或者羟基官能团产生相互作用，同时螯合剂也可以与箔材金属表面(残余金属离子)有较强的络合作用，起到了粘合剂的作用，因此，可以在降低极片高分子粘结剂的用量的同时大大提高电极浆料与集流体箔材之间的粘结力，从而在提升电池的循环寿命和倍率性能的同时提升电池的能量密度。
6、本方案需要解决的问题：如何提出一种化合物对钴酸锂正极材料进行包覆，提升钴酸锂正极材料的电化学性能。
技术实现思路
1、本申请的目的是提出一种化合物及其制备方法、钴酸锂正极材料及其制备方法、钴酸锂电池，在已进行过一次包覆的钴酸锂正极材料表面用化合物进行二次包覆，进一步提升钴酸锂正极材料的电化学性能。
2、为实现上述目的，本申请公开了一种化合物，所述化合物的结构通式如式i所示：
3、式i；
4、其中r1为c1-4烷基；
5、r2为卤素。
6、优选地，所述r1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、异丙基中的至少一种；
7、所述卤素为氟氯溴碘中的至少一种；
8、进一步优选地，所述r1为异丙基，所述卤素为溴。
9、此外，还公开了上述化合物用作钴酸锂正极材料的包覆剂的用途。
10、此外，还公开了一种用于制备上述化合物的制备方法，包含以下步骤：将含有c1-4烷基、卤素的化合物a和乙二醛进行缩合反应制得化合物b，再将化合物b和聚甲醛、氯化氢进行缩合反应制得化合物。
11、优选地，具体包括：
12、步骤a：在反应釜中加入化合物a、催化剂、浓度为40%的乙二醛水溶液、去离子水，并在300rpm/min转速下缓慢加入ph调节剂，搅拌1～3h，再加入170～210ml去离子水，过滤、醇洗、干燥，得到化合物b；
13、步骤b：配制氯化氢浓度为4mol/l的氯化氢二恶烷溶液，与多聚甲醛共同加入反应釜，300r/min搅拌25～45min，加入化合物b与四氢呋喃，再搅拌1.8～2.2h，减压过滤，得到固体粉末；
14、步骤c：将固体粉末溶于二氯甲烷中，再加入乙醚进行沉淀、过滤，得到化合物。
15、其中化合物a、化合物b的结构通式如式ii、式iii所示：
16、式ii；
17、式iii。
18、优选地，所述步骤a中化合物a、催化剂、乙二醛、ph调节剂和水的摩尔比为1：100～112：0.9～1.2：0.05～0.07：40～50；
19、所述步骤b中多聚甲醛、氯化氢、化合物b与四氢呋喃的摩尔比是1：1.15～1.20：0.39～0.46：9～11；
20、所述步骤c中二氯甲烷与固体粉末的质量比为6.61～13.2:1，乙醚与固体粉末质量比为18.4～22.1:1。
21、进一步优选地，所述催化剂为正丙醇，所述ph调节剂为甲酸。
22、此外，还公开了一种钴酸锂正极材料，包括钴酸锂核层和包覆在钴酸锂核层表面的上述化合物。
23、此外，还公开了一种用于制备上述钴酸锂正极材料的制备方法，将化合物包覆至钴酸锂核层的表面。
24、优选地，包括以下步骤：
25、步骤1：锂源、钴源混合烧结，制备一烧物料；
26、步骤2：将化合物和一烧物料混合后升温保温，得到钴酸锂正极材料。
27、进一步优选地，具体包括以下步骤：
28、步骤1：将钴源、锂源、含元素d的金属氧化物进行混合，得到混合物料；
29、步骤2：将混合物料置于空气气氛中，一次烧结、颚破、对辊、粉碎、过筛和除磁操作，得到一次烧结料；
30、步骤3：将一次烧结料与包覆物e、含元素d的金属氧化物混合，置于空气气氛中进行二次烧结、粉碎、过筛、除磁，得到二次烧结料；
31、步骤4：将二次烧结料与化合物混合后，升温保温后，得到钴酸锂正极材料。
32、优选地，所述元素d选自mg、al、ti中的至少一种：
33、所述包覆物e选自co（oh）2、coooh中的至少一种；
34、所述步骤3中包覆物e的添加量为一次烧结料质量的1～2%，含元素d的金属氧化物的添加量为一次烧结料质量的0.1～0.3%；
35、所述步骤4的化合物的添加量为二次烧结体质量的0.06%～0.16%。
36、此外，还公开了一种钴酸锂电池，含有上述钴酸锂正极材料。
37、本申请的有益效果是：
38、本申请提供了一种化合物及其用途、钴酸锂正极材料及其制备方法、钴酸锂电池，利用化合物中良好的热稳定性，提高材料的耐高温性能；且化合物具有一定的导电性，改善材料的倍率性能，同时化合物与第一包覆层通过耦合形成螯合物，紧密结合且均匀分布在第一包覆层上可，有效阻碍电解液腐蚀，减少表面副反应，进一步提升钴酸锂正极材料的电化学性能。
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1.一种化合物，其特征在于，所述化合物的结构通式如式I所示：
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、异丙基中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R1为异丙基，所述卤素为溴。
4.如权利要求1-3任一所述的化合物用作钴酸锂正极材料的包覆剂的用途。
5.一种用于制备权利要求1-3中任一所述的化合物的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：将含有C1-4烷基、卤素的化合物A和乙二醛进行缩合反应制得化合物B，再将化合物B和聚甲醛、氯化氢进行缩合反应制得化合物。
6.根据权利要求5所述的化合物的制备方法，其特征在于，具体包括：
7.根据权利要求6所述的化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤A中化合物A、催化剂、乙二醛、pH调节剂和水的摩尔比为1：100～112：0.9～1.2：0.05～0.07：40～50；
8.一种钴酸锂正极材料，其特征在于，包括钴酸锂核层和包覆在钴酸锂核层表面的如权利要求1-3任一所述的化合物。
<...【技术特征摘要】
1.一种化合物，其特征在于，所述化合物的结构通式如式i所示：
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述r1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、异丙基中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述r1为异丙基，所述卤素为溴。
4.如权利要求1-3任一所述的化合物用作钴酸锂正极材料的包覆剂的用途。
5.一种用于制备权利要求1-3中任一所述的化合物的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：将含有c1-4烷基、卤素的化合物a和乙二醛进行缩合反应制得化合物b，再将化合物b和聚甲醛、氯化氢进行缩合反应制得化合物。
6.根据权利要求5所述的化合物的制备方法，其特征在于，具体包括：
7.根据权利要求6所述的化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤a中化合...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖弘，简健明，黄凤怡，刘泽华，李宇东，黄政权，杨连昌，范江，万国江，曾繁裕，
申请(专利权)人：英德市科恒新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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