掺铝碳酸钴、掺铝四氧化三钴、制备方法、正极材料、锂离子电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115849458A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211577863.6C01G51/06(2006.01)(22)申请日2022.12.09H01M10/0525(2010.01)H01M4/525(2010.01)(71)申请人广西中伟新能源科技有限公司地址535000广西壮族自治区钦州市钦南区中国（广西）自由贸易试验区钦州港片区中马钦州产业园区中马大街1号公共服务中心A107室申请人湖南中伟新能源科技有限公司(72)发明人尹洁黄宇宋聪任永志纪方力訚硕(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师宋家会(51)Int.Cl.C01G51/04(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图7页(54)发明名称掺铝碳酸钴、掺铝四氧化三钴、制备方法、正极材料、锂离子电池(57)摘要本申请提供掺铝碳酸钴、掺铝四氧化三钴、制备方法、正极材料、锂离子电池，涉及新能源技术领域。该掺铝碳酸钴包括掺铝碳酸钴内核、掺铝碳酸钴中间层和掺铝碳酸钴外层，掺铝碳酸钴内核和掺铝碳酸钴外层的振实密度、松装密度及孔隙率的差异更小，材料在后续烧结为四氧化三钴的制备过程中更稳定。本申请的掺铝碳酸钴的中间层孔隙多，呈疏松结构，在四氧化三钴烧结过程中，可作为掺铝碳酸钴内核和掺铝碳酸钴外层的缓冲层，可减少烧结成四氧化三钴的过程中出现内外应力不均衡造成球体开裂的情况。CN115849458ACN115849458A权利要求书1/2页1.一种掺铝四氧化三钴，其特征在于，所述掺铝四氧化三钴为核壳结构，包括：掺铝四氧化三钴内核，所述掺铝四氧化三钴内核孔隙率为3％～7％；掺铝四氧化三钴中间层，所述掺铝四氧化三钴中间层包裹所述掺铝四氧化三钴内核，所述掺铝四氧化三钴中间层的孔隙率为15％～25％；掺铝四氧化三钴外层，所述掺铝四氧化三钴外层包裹所述掺铝四氧化三钴中间层，所述掺铝四氧化三钴外层的孔隙率为10％～20％；其中，所述掺铝四氧化三钴的整体孔隙率为10％～20％。2.根据权利要求1所述的掺铝四氧化三钴，其特征在于，所述掺铝四氧化三钴满足如下E～J特征中的至少一个：E.所述掺铝四氧化三钴中的掺铝量为0.5％～0.8％；F.所述掺铝四氧化三钴的粒径D50为15.0～20.0μm；G.所述掺铝四氧化三钴的整体振实密度为2.5～3.0g/cm3；H.所述掺铝四氧化三钴的整体松装密度为1.3～1.5g/cm3；I.所述掺铝四氧化三钴的比表面积为1.0～3.5m2/g；J.所述掺铝四氧化三钴的XRD图谱中的100面半峰宽为0.18‑0.19。3.根据权利要求1或2所述的掺铝四氧化三钴，其特征在于，所述掺铝四氧化三钴内核包括如下特征a～b中的至少一个：a.所述掺铝四氧化三钴内核的直径为8～12μm；b.所述掺铝四氧化三钴内核的一次颗粒形状为块状，所述掺铝四氧化三钴内核的块状一次颗粒呈无序排布；所述掺铝四氧化三钴中间层包括如下特征c～d中的至少一个：c.所述掺铝四氧化三钴中间层包裹所述掺铝四氧化三钴内核的厚度为1～3μm；d.所述掺铝四氧化三钴中间层的一次颗粒形状为条状，所述掺铝四氧化三钴中间层的条状一次颗粒无序排布；所述掺铝四氧化三钴外层包括如下特征e～f中的至少一个：e.所述掺铝四氧化三钴外层包裹所述掺铝四氧化三钴中间层的厚度为1～5μm；f.所述掺铝四氧化三钴外层的一次颗粒形状为条状，所述掺铝四氧化三钴外层的条状一次颗粒内向外呈放射状排布。4.一种掺铝碳酸钴，其特征在于，所述掺铝碳酸钴为核壳结构，包括：掺铝碳酸钴内核，所述掺铝碳酸钴内核孔隙率为1％～5％；掺铝碳酸钴中间层，所述掺铝碳酸钴中间层包裹所述掺铝碳酸钴内核，所述掺铝碳酸钴中间层的孔隙率为3％～8％；掺铝碳酸钴外层，所述掺铝碳酸钴外层包裹所述掺铝碳酸钴中间层，所述掺铝碳酸钴外层的孔隙率为1％～5％；其中，所述掺铝碳酸钴的整体孔隙率为2％～5％。5.根据权利要求4所述的掺铝碳酸钴，其特征在于，所述掺铝碳酸钴满足如下A～D特征中的至少一个：A.所述掺铝碳酸钴中的掺铝量为0.3％～0.6％；B.所述掺铝碳酸钴的粒径D50为19.0～26.0μm；2CN115849458A权利要求书2/2页C.所述掺铝碳酸钴的整体振实密度为2.0～2.5g/cm3；D.所述掺铝碳酸钴的整体松装密度为1.5～2.0g/cm3。6.根据权利要求4或5所述的掺铝碳酸钴，其特征在于，所述内核包括如下特征(1)～(4)中的至少一个：(1)所述掺铝碳酸钴内核的直径为14～16μm；(2)所述掺铝碳酸钴内核的一次颗粒形状为块状，所述掺铝碳酸钴内核的块状一次颗粒呈无序排布；(3)所述掺铝碳酸钴内核的振实密度为2.0‑2.3g/cm3；(4)