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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115763719A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211151101.X(22)申请日2022.09.21(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市麓山南路932号(72)发明人童汇毛高强喻万景陈升郭学益杨英田庆华(74)专利代理机构长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)43213专利代理师魏龙霞(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/46(2006.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/58(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称一种磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料及其制备方法,所述正极材料以钴酸锂颗粒为基体,磷酸钛镧锂均匀包覆在钴酸锂颗粒表面,所述钴酸锂颗粒内部掺杂有镁元素。发明得到的磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料,首先镁掺杂可以调控钴酸锂颗粒内部的缺陷及其分布,进而抑制钴酸锂材料在高电压充放电过程中导致材料电化学性能衰减的结构相变,其次,在表面包覆具有较高结构和电化学稳定性磷酸钛镧锂,构筑优良离子和电子导电特性的均匀界面层,最后,通过结合双重修饰钴酸锂材料,从而有效解决了钴酸锂材料在高电压充电过程中的表面稳定性问题。CN115763719ACN115763719A权利要求书1/1页1.一种磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料,其特征在于,所述正极材料以钴酸锂颗粒为基体,磷酸钛镧锂均匀包覆在钴酸锂颗粒表面,所述钴酸锂颗粒内部掺杂有镁元素。2.如权利要求1所述的磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料,其特征在于,所述磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料化学式为Mg‑LiCoO2@Li1+xLaxTi2‑x(PO4)3,其中,0.2<x<0.5,所述磷酸钛镧锂的包覆量小于镁掺杂的钴酸锂颗粒的2.0wt%,所述镁掺杂含量小于等于正极材料中钴含量的1.2mol%。3.一种磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将钴源和锂源混合均匀,烧结制备钴酸锂前驱体材料;(2)将步骤(1)中得到的钴酸锂前驱体材料与镁源混合,二次烧结获得镁掺杂的钴酸锂颗粒;(3)将锂源、镧源、钛源、磷源溶解制备磷酸钛镧锂,同时向其加入步骤(2)中得到的镁掺杂的钴酸锂正极材料,搅拌、升温、蒸干、研磨后烧结,即得到磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料。4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)包括以下步骤:将钴源和锂源混合均匀,一次烧结,钴源中钴与锂源中锂的摩尔比为1:(1.02‑1.10);所述钴源为氧化钴、碳酸钴、乙酸钴中的一种或多种,所述锂源为氢氧化锂和/或碳酸锂。5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述钴源和锂源采用球磨混合,球磨时间为3‑8h;所述一次煅烧为低温煅烧,以速率1‑10℃/min升温至550‑650℃,烧结4‑6h,烧结气氛为空气或氧气。6.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述镁源中镁的摩尔量小于钴酸锂前驱体中钴摩尔量的1%,所述镁源为氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁中的而一种或多种。7.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述钴酸锂前驱体材料与镁源混合采用球磨或研磨,所述二次煅烧以速率1‑10℃/min升温至800‑1000℃,烧结8‑12h,烧结气氛为空气或氧气。8.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述磷酸钛镧锂的制备具体为:向有机溶剂中加入磷源,再将锂源、镧源溶于其中,最后加入钛源,所述制备过程在无水环境中进行;所述锂源为硝酸锂、乙酸锂、氢氧化锂中的一种或多种;镧源为硝酸镧、氯化镧、氧化镧中的一种或多种;所述钛源为钛酸四丁酯,磷源为磷酸;所述溶剂为无水乙醇、乙二醇等有机溶剂。9.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述加入镁掺杂的钴酸锂颗粒后,调节固液比为1:(10‑50);所述搅拌在常温下,转速为300‑500r/min,时间为6‑8h;所述升温是常温搅拌完成后,搅拌时温度升高到70‑80℃;所述蒸干是升温搅拌直至溶剂挥发;所述研磨是将蒸干后的产物再次研磨。10.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述烧结是以速率1‑10℃/min升温至500‑700℃,烧结5‑10h,烧结气氛为空气或氧气。2CN115763719A说明书1/8页一种磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于电池材料技术领域,尤其涉及一种磷酸钛镧锂包覆镁掺杂钴酸锂正极材料及其制备方法。背景技术[0002]钴酸锂材料热稳定性较差、过充时存在安全隐患,此外,超过4.2V的工