[發(fā)明專利]無鈷正極材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210044179.5
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114068937B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡鵬飛;鄭軍華;林逢建
• 申請（專利權(quán)）人: 蜂巢能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

1.一種無鈷正極材料，其特征在于，包括：

無鈷前驅(qū)體；

第一包覆層，所述第一包覆層形成在所述無鈷前驅(qū)體表面上，并且所述第一包覆層包括鋰鹽化合物；

第二包覆層，所述第二包覆層形成在所述第一包覆層表面上，并且所述第二包覆層包括金屬氧化物；

第三包覆層，所述第三包覆層形成在所述第二包覆層表面上，并且所述第三包覆層包括碳材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鈷正極材料，其特征在于，所述無鈷前驅(qū)體的化學(xué)式為Ni_xMn_y(OH)₂，0.4≤x≤0.75，0.25≤y≤0.6，x+y=1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鈷正極材料，其特征在于，所述第一包覆層、所述第二包覆層和所述第三包覆層的厚度比為(1~5)：(3~10)：(5~10)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的無鈷正極材料，其特征在于，滿足以下條件至少之一：

所述鋰鹽化合物化學(xué)式為Li_aMO_b，其中M為所述金屬氧化物中的金屬元素，a取值為1~2，b取值為2~4；

所述金屬氧化物包括CeO₂、La₂O₃、Ga₂O₃、MoO₃、Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃和ZrO₂中的至少之一；

所述碳材料包括碳納米管、石墨烯、導(dǎo)電炭黑和乙炔黑中的至少之一。

5.一種制備權(quán)利要求1-4中任一項所述的無鈷正極材料的方法，其特征在于，包括：

（1）先將無鈷前驅(qū)體與鋰源混合后進(jìn)行球磨，之后再與金屬氧化物混合后進(jìn)行燒結(jié)，以便在所述無鈷前驅(qū)體表面依次包括含有鋰源的第一包覆層和含有金屬氧化物的第二包覆層；

（2）在所述第二包覆層上包覆含有碳材料的第三包覆層，以便得到無鈷包覆材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟（2）中，采用噴霧干燥在所述第二包覆層上包覆含有碳材料的第三包覆層。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述鋰源為LiOH?H₂O，所述碳材料為單壁碳納米管，所述第一包覆層、所述第三包覆層與所述無鈷前驅(qū)體D₅₀滿足以下關(guān)系：

1.003×D₅₀≤D₅₀+[K×4+m×n]/1000≤1.01×D₅₀，其中，D₅₀取值為2.7~3.7μm，K為添加鋰源的摩爾數(shù)，單位為mol，n是碳納米管的管厚，取值為1.6~2nm，m是碳納米管的層數(shù)，取值為1~2。

8.一種正極，其特征在于，所述正極采用權(quán)利要求1-4中任一項所述的無鈷正極材料或采用權(quán)利要求5-7中任一項所述的方法得到的無鈷正極材料制備得到。

9.一種鋰電池，其特征在于，所述鋰電池包括權(quán)利要求8所述的正極。

10.一種動力裝置，其特征在于，所述動力裝置包括權(quán)利要求9所述的鋰電池。