CN109994711A - 一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，该方法向含有掺杂元素的钴酸锂材料依次加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入过量的无水乙醇溶液，再加入正硅酸乙酯溶液，搅拌至均匀，烘干、焙烧、粉碎和过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料，这样，本发明通过将无水醋酸镁、异丙醇铝和正硅酸乙酯溶解在无水乙醇溶液中，以液相的形式与钴酸锂材料混合，从而达到在钴酸锂表面均匀包覆Al、Mg、Si的氧化物的效果，进而提升钴酸锂材料的电化学性能。

Description

一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法。
背景技术
随着3C电子产品的快速发展，电子产品市场对钴酸锂电池材料的放电比容量和循环稳定性提出了更高的要求，传统4.2V的钴酸锂材料已不能满足市场需求，因此需要开发具有更高放电比容量和更好循环稳定性的钴酸锂材料。
目前，通过提高钴酸锂材料的充电电压可以有效提高材料的放电比容量，但是，深度充放电会加速Co离子与电解质的反应，从而导致钴酸锂材料结构被破坏，进而降低材料的的循环稳定性；为了克服这一瓶颈问题，通常采用对钴酸锂材料进行氧化物表面包覆来阻碍Co离子与电解质的反应；大量的试验证明：在钴酸锂表面包覆Al、Mg、Si等元素可以有效改善LiCoO2在高电压条件下的循环稳定性。
现有技术中，常用的包覆方法为固相烧结法和共沉淀法，固相烧结法是将Al、Mg、Si的氧化物与LiCoO2混合后煅烧，工艺简单，但难以达到均匀包覆，共沉淀法是通过络合反应，在LiCoO2表面生成金属氢氧化物沉淀，然后煅烧生成氧化物包覆层，虽包覆较均匀，但工艺条件难以控制，产品一致性较差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法。
本发明实施例提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取含有掺杂元素的钴酸锂材料，向所述含有掺杂元素的钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入过量的无水乙醇溶液，搅拌至混合均匀，获得均一的浆液；
步骤2，向所述均一的浆液中加入正硅酸乙酯溶液，搅拌至均匀，然后置于烘箱内烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中进行焙烧，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
上述方案中，所述步骤1中含有掺杂元素的钴酸锂材料的掺杂元素为Al、Mg、Ti、Ni或Mn元素中至少一种，其掺杂量为0～4000ppm。
上述方案中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～4000ppm。
上述方案中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～3000ppm。
上述方案中，所述步骤2中加入的正硅酸乙酯溶液中Si元素占所述步骤1中含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～3000ppm。
上述方案中，所述步骤2中搅拌速度为300～500r/min，搅拌时间为0.5～2h。
上述方案中，所述步骤2中烘干温度60～80℃。
上述方案中，所述步骤3中焙烧温度为800～1100℃，焙烧时间为3h～10h。
与现有技术相比，本发明提出了一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，该方法向含有掺杂元素的钴酸锂材料依次加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入过量的无水乙醇溶液，再加入正硅酸乙酯溶液，搅拌至均匀，烘干、焙烧、粉碎和过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料，这样，本发明通过液相的形式在钴酸锂表面均匀包覆Al2O3、MgO和SiO2，起到提高钴酸锂材料在高电压条件下的放电比容量和循环稳定性的效果；一方面，包覆材料Al2O3、MgO可以与LiPF6基电解质之间发生自发反应，生成固体酸AlF3和MgF2，有利于腐蚀清除LiCoO2颗粒表面绝缘杂质，从而提高LiCoO2颗粒表面的SEI膜中的离子电导率；另一方面，SiO2涂层以及Al2O3、MgO、SiO2和LiCoO2基体形成的表面固溶体可以起到物理屏障作用，由于这层固溶体反应活性低于LiCoO2，因此，能够抑制Co离子的溶解，并且抑制充电至高位时氧气的析出，从而提高材料在高电压条件下的循环稳定性和热稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法的实施例1和对照组1的循环性能对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取含有掺杂元素的钴酸锂材料，向所述含有掺杂元素的钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入过量的无水乙醇溶液，搅拌至混合均匀，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中含有掺杂元素的钴酸锂材料的掺杂元素为Al、Mg、Ti、Ni或Mn元素中至少一种，其掺杂量为0～4000ppm；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～4000ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～3000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中加入正硅酸乙酯溶液，以300～500r/min的转速搅拌0.5～2h，然后置于烘箱内在60～80℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
其中，所述步骤2中加入的正硅酸乙酯溶液中Si元素占所述步骤1中含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～3000ppm；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在800～1100℃下焙烧3h～10h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
本发明通过液相的形式在钴酸锂表面均匀包覆Al2O3、MgO和SiO2，起到提高钴酸锂材料在高电压条件下的放电比容量和循环稳定性的效果；一方面，包覆材料Al2O3、MgO可以与LiPF6基电解质之间发生自发反应，生成固体酸AlF3和MgF2，有利于腐蚀清除LiCoO2颗粒表面绝缘杂质，从而提高LiCoO2颗粒表面的SEI膜中的离子电导率；另一方面，SiO2涂层以及Al2O3、MgO、SiO2和LiCoO2基体形成的表面固溶体可以起到物理屏障作用，由于这层固溶体反应活性低于LiCoO2，因此，能够抑制Co离子的溶解，并且抑制充电至高位时氧气的析出，从而提高材料在高电压条件下的循环稳定性和热稳定性；因此，本发明通过将无水醋酸镁、异丙醇铝和正硅酸乙酯溶解在无水乙醇溶液中，以液相的形式与钴酸锂材料混合，从而达到在钴酸锂表面均匀包覆Al、Mg、Si的氧化物的效果，进而提升钴酸锂材料的电化学性能。
实施例1
本发明实施例1提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有3000ppm Al的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1500ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为1000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以300r/min的转速搅拌1h，然后置于烘箱内在75℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在900℃下焙烧6h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
实施例1的对照实验，以未加入异丙醇铝和无水醋酸镁粉体为对照组1，具体实施步骤如下：
步骤1，称取200g含有3000ppm Al的钴酸锂材料，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为1000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以300r/min的转速搅拌1h，然后置于烘箱内在75℃下烘干，获得表面均匀包覆正硅酸乙酯的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆正硅酸乙酯的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在900℃下焙烧6h，然后粉碎过筛，获得Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例1所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料和对照组1所获得的Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：分别以实施例1和对照组1所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例1和对照组1所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例1 对照组1
首次充电比容量(mAh/g) 224.8 223.5
首次放电比容量(mAh/g) 215.6 211.5
首次充放电效率(％) 95.9 94.6
50圈循环容量保持率(％) 94.7 79.2
实施例1和对照组1的循环性能对比图，如图1所示，从上表和图1可以看出，与对照组1相比，实施例1制备出的钴酸锂正极材料的放电比容量和首次充放电效率要高于对照组1，且其循环容量保持率也明显优于对照组1，这表明包覆时增加适当地Al、Mg元素可以提高钴酸锂材料的循环性能，也表明采用Al、Mg、Si元素同时包覆制备的钴酸锂正极材料结构稳定、放电比容量高、循环稳定性好，特别是，在2.8V～4.6V的电压范围内，该材料0.1C首次放电克容量达到215.6mAh/g，50周循环容量保持率达到94.7％。
实施例2
本发明实施例2提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有1200ppm Mg的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的500ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的2000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为3000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以500r/min的转速搅拌1h，然后置于烘箱内在80℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在1100℃下焙烧10h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例2所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例2所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例2所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例2
首次充电比容量(mAh/g) 223.5
首次放电比容量(mAh/g) 214.8
首次充放电效率(％) 96.1
50圈循环容量保持率(％) 93.2
实施例3
本发明实施例3提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有4000ppm Ni的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的4000ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为1000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以500r/min的转速搅拌2h，然后置于烘箱内在60℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在1000℃下焙烧3h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例3所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例3所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例3所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例3
首次充电比容量(mAh/g) 235.6
首次放电比容量(mAh/g) 218.2
首次充放电效率(％) 92.6
50圈循环容量保持率(％) 93.7
实施例4
本发明实施例4提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有2500ppm Al、500ppm Mg的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的3000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为1000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以300r/min的转速搅拌1h，然后置于烘箱内在75℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在900℃下焙烧6h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例4所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例4所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例4所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例4
首次充电比容量(mAh/g) 226.7
首次放电比容量(mAh/g) 216.5
首次充放电效率(％) 95.5
50圈循环容量保持率(％) 95.2
实施例5
本发明实施例5提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有2500ppm Al、500ppmMg、1000ppmTi的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1000ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1500ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为1000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以300r/min的转速搅拌1h，然后置于烘箱内在70℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在800℃下焙烧6h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例5所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例5所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例5所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例5
首次充电比容量(mAh/g) 226.2
首次放电比容量(mAh/g) 215.7
首次充放电效率(％) 94.9
50圈循环容量保持率(％) 94.3
实施例6
本发明实施例6提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有4000ppm Al的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的2000ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为2000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以300r/min的转速搅拌1h，然后置于烘箱内在80℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在900℃下焙烧6h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例6所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例6所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例6所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实施例7
本发明实施例7提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有2000ppm Ni、1000ppmMn的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1500ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为500ppm加入正硅酸乙酯溶液，以300r/min的转速搅拌0.5h，然后置于烘箱内在70℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在800℃下焙烧3h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例7所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例7所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例7所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例7
首次充电比容量(mAh/g) 243.7
首次放电比容量(mAh/g) 220.1
首次充放电效率(％) 90.3
50圈循环容量保持率(％) 87.9
实施例8
本发明实施例8提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有1000ppm Ti的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1500ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为3000ppm加入正硅酸乙酯溶液，以400r/min的转速搅拌1h，然后置于烘箱内在70℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在1100℃下焙烧10h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例8所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料和进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例8所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例8所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例8
首次充电比容量(mAh/g) 223.7
首次放电比容量(mAh/g) 213.2
首次充放电效率(％) 95.3
50圈循环容量保持率(％) 94.6
实施例9
本发明实施例9提供一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取200g含有2000ppm Ti的钴酸锂材料，向钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入80ml无水乙醇溶液，搅拌30min，获得均一的浆液；
其中，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的1500ppm；
其中，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的3000ppm。
步骤2，向所述均一的浆液中以Si元素的包覆量为100ppm加入正硅酸乙酯溶液，以500r/min的转速搅拌2h，然后置于烘箱内在80℃下烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中，在1000℃下焙烧3h，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
针对实施例9所获得的Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料进行电化学性能测试，具体按照下述方法进行：以实施例9所获得的钴酸锂正极材料作为正极活性物质，采用锂片作为负极，组装扣式电池，其中，正极片中m(活性物质):m(乙炔黑):m(PVDF)＝80:12:8；采用蓝电测试系统进行电池性能测试，测试条件为：测试温度为25℃，充放电电压为2.8V～4.6V，充放电倍率为0.1C；实施例9所组装的扣式电池的充放电测试结果如下表所示：
实验结果 实施例9
首次充电比容量(mAh/g) 225.3
首次放电比容量(mAh/g) 214.9
首次充放电效率(％) 95.4
50圈循环容量保持率(％) 93.9
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，其方法通过以下步骤实施：
步骤1，称取含有掺杂元素的钴酸锂材料，向所述含有掺杂元素的钴酸锂材料中加入无水醋酸镁粉体和异丙醇铝粉体，然后加入过量的无水乙醇溶液，搅拌至混合均匀，获得均一的浆液；
步骤2，向所述均一的浆液中加入正硅酸乙酯溶液，搅拌至均匀，然后置于烘箱内烘干，获得表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料；
步骤3，将所述表面均匀包覆Al、Mg、Si有机盐的钴酸锂材料置于高温箱式炉中进行焙烧，然后粉碎过筛，获得Al、Mg、Si包覆的钴酸锂正极材料。
2.根据权利要求1所述的掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中含有掺杂元素的钴酸锂材料的掺杂元素为Al、Mg、Ti、Ni或Mn元素中至少一种，其掺杂量为0～4000ppm。
3.根据权利要求2所述的掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中加入的无水醋酸镁粉体中Mg元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～4000ppm。
4.根据权利要求3所述的掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中加入的异丙醇铝粉体中Al元素占所述含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～3000ppm。
5.根据权利要求4所述的掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加入的正硅酸乙酯溶液中Si元素占所述步骤1中含有掺杂元素的钴酸锂材料的100～3000ppm。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中搅拌速度为300～500r/min，搅拌时间为0.5～2h。
7.根据权利要求6所述的掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中烘干温度60～80℃。
8.根据权利要求7所述的掺杂及包覆的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中焙烧温度为800～1100℃，焙烧时间为3h～10h。
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