耐高温高电压复合钴酸锂正极材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种耐高温高电压复合钴酸锂正极材料，其特征在于，复合钴酸锂正极材料具有多层结构，由内至外依次为:金属元素掺杂的颗粒内核、界面过渡层和非晶磷酸盐包覆层，界面过渡层由高温下内核表面与磷酸盐发生化学反应，造成表面结构重组阳离子与磷酸盐的金属阳离子相互扩散作用所形成。2.根据权利要求1所述的一种耐高温高电压复合钴酸锂正极材料，其特征在于：复合钴酸锂正极材料的化学式为:lico
1-x
ma
x
o2@z，z为mb
a
(po4)
b
；其中，0.001≤x≤0.3；ma为mg、al、ti、zn、ni、fe、la、ce、cr、gd、mn、zr、nb中的一种或多种；z表示mb的磷酸盐，mb为mg、al、ti、zn、ni、fe、co、k、na、li、la、ce、cr、gd、mn、zr、nb中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的一种耐高温高电压复合钴酸锂正极材料，其特征在于：发生扩散的阳离子为li、co、ma、mb中的两种或多种。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种耐高温高电压复合钴酸锂正极材料，其特征在于：所述非晶磷酸盐包覆层的质量占复合钴酸锂正极材料的0.01％～10％。5.一种耐高温高电压复合钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s100、由co的水溶液、ma的水溶液、碳酸盐溶液进行共沉淀反应，得到ma元素掺杂的碳酸钴；s200、将ma元素掺杂的碳酸钴与ma的化合物进行球磨，并煅烧，得到ma元素掺杂的四氧化三钴的前驱体；s300、将ma元素掺杂的四氧化三钴的前驱体与锂源混合，并煅烧，得到具有ma元素掺杂的钴酸锂材料；s400、将具有ma元素掺杂的钴酸锂材料、mb的磷酸盐、无水乙醇进行球磨，并煅烧，得到耐高温高电压钴酸锂正极材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s200中，煅烧条件为：以1℃/min～5℃/min的速率升温至600℃～750℃进行煅烧，煅烧时间为1h～5h。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s300中，煅烧条件为：以1℃/min～5℃/min的速率升温至950℃～1100℃进行煅烧，煅烧时间为10h～20h。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s400中，煅烧条件为：以1℃/min～5℃/min的速率升温至450℃～850℃进行煅烧，煅烧时间为3h～10h。9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：掺杂元素ma为mg、al、ti、zn、ni、fe、la、ce、cr、gd、mn、zr、nb中的一种或多种；元素ma源主要选自ma的硫酸盐或ma的硝酸盐或ma的醋酸盐或ma的氧化物中的任意一种或多种；mb为mg、al、ti、zn、ni、fe、co、k、na、li、la、ce、cr、gd、mn、zr、nb中的一种或多种。10.一种如权利要求1～4任一项所述耐高温高电压钴酸锂正极材料在锂离子电池中的应用。

技术总结
本发明涉及耐高温高电压复合钴酸锂正极材料，复合钴酸锂正极材料具有多层结构，由内至外依次为:金属元素掺杂的颗粒内核、界面过渡层和非晶磷酸盐包覆层。制备方法，由Co的水溶液、Ma的水溶液、碳酸盐溶液进行共沉淀反应，得到Ma元素掺杂的碳酸钴；将Ma元素掺杂的碳酸钴与Ma的化合物进行球磨，并煅烧，得到Ma元素掺杂的四氧化三钴的前驱体；将Ma元素掺杂的四氧化三钴的前驱体与锂源混合，并煅烧，得到具有Ma元素掺杂的钴酸锂材料；将具有Ma元素掺杂的钴酸锂材料、磷酸盐、无水乙醇进行球磨，并煅烧，得到耐高温高电压钴酸锂正极材料。界面过渡层可加强包覆层与内核的连接，提高界面的晶格稳定性。格稳定性。格稳定性。


技术研发人员：韩建涛 张稳 方淳
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/3/4