[发明专利]高密度锂离子电池正极材料钴酸锂及其制备方法

权利要求书

1. 一种高密度锂离子电池正极材料钴酸锂，其特征是：其化学式是Li_1+xCo_{（1-a-b-c）}Mg_aTi_bAl_cF_dO_（2-d），其中，0≤a≤0.03，0.001≤b≤0.02，0≤c≤0.01，0≤d≤0.02，0≤x≤0.08。

2.根据权利要求1所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂，其特征是：a值优选为：0.005≤a≤0.01，b值优选为：0.002≤b≤0.01，c值优选为0≤c ≤0.005，d值优选为：0≤c ≤0.005。

3.根据权利要求1所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂，其特征是：上述的钴酸锂材料由两种或三种不同粒度的钴酸锂进行级配，其中钴酸锂的中位径（D50）为1-4微米、5-8微米、12 -25微米这三种粒径范围中的两种或三种。

4.根据权利要求3所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂，其特征是：每两种不同粒度的钴酸锂重量比为：小颗粒比大颗粒为8:1～1:8。

5.一种高密度锂离子电池正极材料钴酸锂的制备方法，其特征是：包括以下步骤，

（1）以钴盐和锂盐为原料，按照锂钴比为1.10-1.05的比例进行混合，干粉混合均匀后，在950-1050℃条件下进行第一次合成，并将得到的钴酸锂进行粉碎，得到A料；

（2）以钴盐和锂盐（为原料，按照锂钴比为1.00-1.06的比例混合，干粉混合均匀后在900-1000℃条件下进行第一次合成，并将得到的钴酸锂进行粉碎，得到B料；

（3）以钴盐和锂盐为原料，按照锂钴比为1.00-1.06的比例混合，干粉混合均匀后在550-650℃条件下进行第一次合成，并将得到的钴混成品进行粉碎，得到C料；

（4）将上述A料与B料混合、或B料与C料混合、或A料、B料、C料三者混合，其中，A料与B料的重量比为A：B=8:1~1:8、或B料与C料的重量比为B：C=8:1~1:8、或A：B：C=（1~8）：（1~8）：（1~8）；混合后升温至800-1000℃的合成温度下进行保温5-20小时，冷却后粉碎。

6.根据权利要求5所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述的钴酸锂是按照如下工艺制备的：以钴盐和锂盐为原料，氧化铝、氧化镁中一种或两种为掺杂剂，按照掺杂阳离子M： Co =（0.002-0.01）：1的摩尔比混合均匀，然后将所得的配料进行加热。

7.根据权利要求5所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂的制备方法，其特征是：步骤（2）中的钴酸锂是按照如下工艺制备的：以钴盐和锂盐为原料，氧化铝、氧化镁中一种或两种为掺杂剂，按照掺杂阳离子M： Co =（0.002-0.01）：1的摩尔比混合均匀，然后将所得的配料进行加热。

8.根据权利要求5所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂的制备方法，其特征是：步骤（3）中的钴酸锂是按照如下工艺制备的：以钴盐和锂盐为原料，氧化铝、氧化镁中一种或两种为掺杂剂，按照M： Co =（0-0.01）：1的摩尔比混合均匀，然后将所得的配料进行加热。

9.根据权利要求5所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂的制备方法，其特征是：步骤（1）中制备的钴酸锂中位径D50在12-25微米之间，步骤（2）中制备的钴酸锂中位径D50在5-8微米之间，步骤（3）中制备的钴酸锂中位径D50在1-4微米之间，且A、B、C均为一次粒子或B、C为二次球、混合粒子。

10.根据权利要求5所述的高密度锂离子电池正极材料钴酸锂的制备方法，其特征是：在A与B、或B、C、或A、B、C混合的过程中，加入氧化镁，二氧化钛，氟化锂，其中Mg： Co =（0-0.02）：1，Ti：Co=（0.001-0.02）：1，F：Co=（0-0.02）：1，以上比例均为物质的量之比。