[發(fā)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?zhí)枺?/td> | 202010054733.9 | 申請日： | 2020-01-17 |
| 公開（公告）號： | CN111434618B | 公開（公告）日： | 2022-07-22 |
| 發(fā)明（設計）人： | 喬齊齊;江衛(wèi)軍;許鑫培;施澤濤;馬加力 | 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)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(guān)鍵詞： | 層狀 正極 材料 制備 方法 鋰離子電池 | ||
本發(fā)明公開了無鈷層狀正極材料及制備方法、鋰離子電池。該方法包括：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(jié)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鹽和硅酸鹽的至少之一。由此，利用該方法可有效提高無鈷層狀正極材料的導電性，進而提高其倍率性能，使得無鈷層狀正極材料同時具有成本低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及倍率性能優(yōu)良的優(yōu)點，使得應用該無鈷層狀正極材料的鋰離子電池具有良好的使用性能以及較低的成本。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體地，涉及無鈷層狀正極材料及制備方法、鋰離子電池。
背景技術(shù)
無鈷層狀正極材料中不含鈷元素，具有成本低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢，可降低鋰離子電池的成本，延長鋰離子電池的使用壽命以及提高鋰離子電池的安全性。
然而，目前的無鈷層狀正極材料及制備方法、鋰離子電池仍有待改進。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于發(fā)明人對于以下事實和問題的發(fā)現(xiàn)和認識作出的：
目前，無鈷層狀正極材料存在倍率性能較差的問題，影響鋰離子電池的使用性能。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這主要是由于無鈷層狀正極材料中不含鈷元素導致的。具體的，無鈷層狀正極材料中不含鈷元素，導致無鈷層狀正極材料的導電性較差，進而影響其倍率性能。
本發(fā)明旨在至少一定程度上緩解或解決上述提及問題中至少一個。
在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備無鈷層狀正極材料的方法。該方法包括：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(jié)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鹽和硅酸鹽的至少之一。由此，利用該方法可有效提高無鈷層狀正極材料的導電性，進而提高其倍率性能，使得無鈷層狀正極材料同時具有成本低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及倍率性能優(yōu)良的優(yōu)點，使得應用該無鈷層狀正極材料的鋰離子電池具有良好的使用性能以及較低的成本。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，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。由此，可以利用上述陶瓷氧化物提高無鈷層狀正極材料的電子導電性，以提升無鈷層狀正極材料的倍率性能。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二包覆劑包括磷酸鋰和硅酸鋰的至少之一。由此，可以利用上述包覆劑提高無鈷層狀正極材料的離子導電性，以提升無鈷層狀正極材料的倍率性能。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述陶瓷氧化物的質(zhì)量與所述層狀鎳錳酸鋰基體材料的質(zhì)量的百分比為0.15-0.35％，所述第二包覆劑的質(zhì)量與所述層狀鎳錳酸鋰基體材料的質(zhì)量的百分比為0.4-1.0％。由此，可顯著提升無鈷層狀正極材料的倍率性能，同時可以使無鈷層狀正極材料獲得良好的循環(huán)性能。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一包覆劑與所述第二包覆劑的摩爾比為0.2-0.6。由此，可顯著提高無鈷層狀正極材料的倍率性能，且可避免雜相的產(chǎn)生，保證無鈷層狀正極材料具有較高的容量。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，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。由此，可以使后續(xù)形成的包覆層獲得較高的均勻性和致密性，進一步提高無鈷層狀正極材料的循環(huán)性能。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，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。由此，可進一步提高包覆層的均勻性和致密性，進一步提高無鈷層狀正極材料的循環(huán)性能。
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