[发明专利]一种核壳结构钴酸锂材料及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳结构钴酸锂材料，其特征在于，所述材料的核和壳均以钴酸锂为基体，在核中任选地掺杂有掺杂元素A，在壳中掺杂有掺杂元素X，其中，

所述掺杂元素A和掺杂元素X可以相同也可以不同；

所述掺杂元素X与壳的重量百分比大于所述掺杂元素A与核的重量百分比。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述掺杂元素A和所述掺杂元素X分别独立地选自B、Mg、Al、Mn、Ni、Ca、Zr、Cr、Ti、Cu、Zn、Y、Ce、Sm、Pr、La、Mo、Nb、Sn、Ga、V、F、Cl、Br、I和S中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于，

所述掺杂元素A占核的重量百分比为0～3wt％，优选为0.001～2wt％，更优选为0.01～1wt％；和/或

所述掺杂元素X占壳的重量比为0.01～5wt％，优选为0.3～3wt％，更优选为0.9～1.5wt％。

4.根据权利要求1至3之一所述的材料，其特征在于，所述壳与所述核的重量比为(0.5～35):100，优选为(1～20)：100，更优选为(2～15)：100。

5.一种制备权利要求1至4所述的核壳结构钴酸锂材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将锂源、钴源和掺杂物A’混合，然后依次煅烧、粉碎和过筛，得到核基体材料；

步骤2、将锂源、钴源和掺杂物X’混合，得到壳前驱体；

步骤3、将步骤2得到的壳前驱体与步骤1得到的核基体材料混合，然后进行热处理，得到核壳结构钴酸锂材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤1中，

所述掺杂物A’选自含掺杂元素A的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、草酸盐、氟化物、磷酸盐、硫酸盐、氯化物、溴化物和碘化物中的一种或多种；和/或

所述掺杂物A’中的掺杂元素A与所述核基体材料的重量百分比为0～3wt％，优选为0.001～2wt％，更优选为0.01～1wt％；和/或

所述核基体材料的中位径为4～25μm，优选为8～20μm，更优选为10～15μm。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，

所述煅烧为一段煅烧或多段煅烧，优选一段煅烧；和/或

所述煅烧于600～1150℃下进行，优选于1000～1100℃下进行。

8.根据权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，在步骤2中，

所述掺杂物X’选自含掺杂元素X的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、草酸盐、氟化物、磷酸盐、硫酸盐、氯化物、溴化物和碘化物中的一种或多种；和/或

所述掺杂物X’中的掺杂元素X与壳前驱体的重量百分比为0.01～5wt％，优选为0.3～3wt％，更优选为0.9～1.5wt％；和/或

所述锂源和所述钴源的中位粒径均为1nm～5μm，优选为10nm～2μm，更优选为100nm～1μm。

9.根据权利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，在步骤1和步骤2中，

所述锂源与所述钴源的摩尔比为(1～1.1)：1，优选为(1～1.08)：1，其中，锂源和钴源的摩尔量分别以其中的锂元素和钴元素的摩尔量计；和/或

所述壳前驱体与所述核基体材料的重量比为(0.5～35):100，优选为(1～20)：100，更优选为(2～15)：100。

10.根据权利要求5至9之一所述的方法，其特征在于，在步骤3中，

所述热处理为一段烧结或多段烧结；和/或

所述热处理于600～1100℃下进行，优选于850～1050℃下进行。