[發明專利]無鈷層狀正極材料及制備方法、鋰離子電池有效
| 申請號： | 202010054733.9 | 申請日： | 2020-01-17 |
| 公開（公告）號： | CN111434618B | 公開（公告）日： | 2022-07-22 |
| 發明（設計）人： | 喬齊齊;江衛軍;許鑫培;施澤濤;馬加力 | 申請（專利權）人： | 蜂巢能源科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/525 | 分類號： | H01M4/525;H01M4/505;H01M4/62;H01M10/0525;C01G53/00 |
| 代理公司： | 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 尚偉凈 |
| 地址： | 213200 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 層狀 正極 材料 制備 方法 鋰離子電池 | ||
1.一種制備無鈷層狀正極材料的方法，其特征在于，包括：
制備層狀鎳錳酸鋰基體材料；
將所述層狀鎳錳酸鋰基體材料與包覆劑進行混合，獲得第一混合物料；
對所述第一混合物料進行第一燒結處理，在所述層狀鎳錳酸鋰基體材料表面形成包覆層，以獲得所述無鈷層狀正極材料，
其中，所述包覆劑包括第一包覆劑和第二包覆劑，所述第一包覆劑包括陶瓷氧化物，所述第二包覆劑包括磷酸鋰和硅酸鋰的至少之一，
所述陶瓷氧化物的質量與所述層狀鎳錳酸鋰基體材料的質量的百分比為0.15-0.35%，所述第二包覆劑的質量與所述層狀鎳錳酸鋰基體材料的質量的百分比為0.4-1.0%，所述第一包覆劑與所述第二包覆劑的摩爾比為0.2-0.6，
所述第一包覆劑和所述第二包覆劑的粒徑分別獨立的為50-300nm。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷氧化物包括氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁和氧化硼的至少之一。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一包覆劑和所述第二包覆劑的粒徑分別獨立的為50-100nm。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，制備所述層狀鎳錳酸鋰基體材料包括：
將鋰源粉末與鎳錳氫氧化物進行混合，獲得第二混合物料，
對所述第二混合物料進行第二燒結處理，獲得所述層狀鎳錳酸鋰基體材料。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述鋰源粉末與所述鎳錳氫氧化物混合的轉速為800-900rpm，混合的時間為10-20min。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二燒結處理是在氧氣的體積濃度大于90%的氣氛中進行的，所述第二燒結處理的溫度為800-970℃，所述第二燒結處理的時間為8-12h，所述第二燒結處理的升溫速率為1-5℃/min。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述層狀鎳錳酸鋰基體材料與所述包覆劑混合的轉速為800-900rpm，混合的時間為10-20min。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燒結處理是在氧氣的體積濃度為20-100%的氣氛中進行的，所述第一燒結處理的溫度為300-700℃，所述第一燒結處理的時間為4-10h，所述第一燒結處理的升溫速率為3-5℃/min。
9.一種采用權利要求1-8中任一項所述的方法制備得到的無鈷層狀正極材料，其特征在于，包括：
層狀鎳錳酸鋰基體材料和位于所述層狀鎳錳酸鋰基體材料表面的包覆層，
所述包覆層包括第一包覆劑和第二包覆劑，所述第一包覆劑包括陶瓷氧化物，所述第二包覆劑包括磷酸鋰和硅酸鋰的至少之一，
所述陶瓷氧化物的質量與所述層狀鎳錳酸鋰基體材料的質量的百分比為0.15-0.35%，所述第二包覆劑的質量與所述層狀鎳錳酸鋰基體材料的質量的百分比為0.4-1.0%，所述第一包覆劑與所述第二包覆劑的摩爾比為0.2-0.6，
所述第一包覆劑和所述第二包覆劑的粒徑分別獨立的為50-300nm。
10.根據權利要求9所述的無鈷層狀正極材料，其特征在于，所述陶瓷氧化物包括氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁和氧化硼的至少之一。
11.一種鋰離子電池，其特征在于，包括：
正極片，所述正極片包括權利要求9或10所述的無鈷層狀正極材料。
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