[發明專利]一種無鈷單晶復合材料、其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202010526228.X
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111682175B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 王鵬飛;江衛軍;喬齊齊;孫明珠;許鑫培;施澤濤;馬加力;陳思賢
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525;C30B1/10;C30B29/22
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

1.一種無鈷單晶復合材料，其特征在于，所述無鈷單晶材料為核殼結構，核層為無鈷單晶材料，殼層的材料組成包括TiNb₂O₇和導電鋰鹽；所述殼層中，TiNb₂O₇和導電鋰鹽的摩爾比為(0.1～10):1；所述導電鋰鹽為LiH₂PO₄；

所述TiNb₂O₇和導電鋰鹽的總質量與無鈷單晶材料的重量比為1000～3000ppm；

所述無鈷單晶材料的化學式為Li_mNi_xMn_yO₂，0.4≤x≤0.95，0.05≤y≤0.6，m為1.05～1.5。

2.如權利要求1所述的無鈷單晶復合材料，其特征在于，所述無鈷單晶復合材料中，殼層占比為0.1～0.5wt％。

3.如權利要求1所述的無鈷單晶復合材料，其特征在于，所述無鈷單晶復合材料中，核層占比為99.5～99.9wt％。

4.如權利要求1所述的無鈷單晶復合材料，其特征在于，所述無鈷單晶復合材料的粒度D50為1～5μm。

5.如權利要求1所述的無鈷單晶復合材料，其特征在于，所述無鈷單晶復合材料的比表面積為0.3～1.5m²/g。

6.如權利要求1所述的無鈷單晶復合材料，其特征在于，所述無鈷單晶復合材料的表面pH≤11.8，全堿≤3500ppm。

7.一種如權利要求1-6之一所述無鈷單晶復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

將無鈷單晶材料、TiNb₂O₇和導電鋰鹽混合，進行燒結，得到無鈷單晶復合材料。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述無鈷單晶材料的制備方法包括：將鋰鹽與無鈷單晶材料前驅體混合，進行煅燒，得到無鈷單晶材料。

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述無鈷單晶材料前驅體的化學式為Ni_aMn_b(OH)₂，所述0.4≤a≤0.95，0.05≤b≤0.6。

10.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽包括氫氧化鋰和/或碳酸鋰。

11.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽中鋰的摩爾量與無鈷單晶材料前驅體中總金屬元素的摩爾量之比為1.05～1.5。

12.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽與無鈷單晶材料前驅體的混合為攪拌混合。

13.如權利要求12所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌混合的轉速為1500～2500rpm。

14.如權利要求12所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌混合的時間為5～15min。

15.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒在氧氣氛圍中進行。

16.如權利要求15所述的制備方法，其特征在于，氧氣氛圍中氧氣的濃度≥99.99％。

17.如權利要求15所述的制備方法，其特征在于，氧氣氛圍中氧氣的流量為5～10L/min。

18.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為850～1000℃。