[發明專利]一種無鈷無錳正極材料及其制備方法與用途

在審

• 申請號: 202210150324.8
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114512663A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 白艷;張樹濤;李子郯;王濤;王壯;王亞州;馬加力;孫裴;宋寶玉;陳素杰;楊紅新
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 牛海燕

1.一種無鈷無錳正極材料，其特征在于，所述無鈷無錳正極材料的化學通式為Li_mNi_xAl_yTi_zMg_nO₂，其中，1.01≤m≤1.08，0.95≤x≤0.99，0.010≤y≤0.030，0.010≤z≤0.025，0.010≤n≤0.025，x+y+z+n＝1。

2.根據權利要求1所述的無鈷無錳正極材料，其特征在于，所述Li_mNi_xAl_yTi_zMg_nO₂中，1.03≤m≤1.05，0.96≤x≤0.98，0.015≤y≤0.020，0.010≤z≤0.020，0.010≤n≤0.020；所述無鈷無錳正極材料為α-NaFeO₂型層狀結構，所述無鈷無錳正極材料為六方晶系的R-3m空間群。

3.根據權利要求1或2所述的無鈷無錳正極材料，其特征在于，所述無鈷無錳正極材料中，鋰鎳混排≤1.1％。

4.根據權利要求1-3任一項所述的無鈷無錳正極材料，其特征在于，所述無鈷無錳正極材料中，晶胞參數c與晶胞參數a滿足：c/a≥4.939。

5.根據權利要求1-4任一項所述的無鈷無錳正極材料，其特征在于，所述無鈷無錳正極材料表面包括包覆層；

優選地，所述包覆層中的包覆物包括氧化硼、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎢、氧化鈷或磷酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

6.一種如權利要求1-5任一項所述的無鈷無錳正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

將鋰源、鎳源、鋁源、鈦源和鎂源混合，氧氣氣氛下燒結，得到所述無鈷無錳正極材料；

其中，鎳源、鋁源、鈦源和鎂源中的鎳、鋁、鈦和鎂的摩爾比與Li_mNi_xAl_yTi_zMg_nO₂保持一致，1.01≤m≤1.08，0.95≤x≤0.99，0.010≤y≤0.030，0.010≤z≤0.025，0.010≤n≤0.025，x+y+z+n＝1。

7.根據權利要求6所述的無鈷無錳正極材料的制備方法，其特征在于，所述鎳源包括硫酸鎳；

優選地，所述鋁源包括氧化鋁、氫氧化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁或氯化鋁中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述鈦源包括氧化鈦、氮化鈦、碳化鈦、四氯化鈦或三氯化鈦中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述鎂源包括氧化鎂、氫氧化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂或氯化鎂中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述混合為干法混合。

8.根據權利要求6或7所述的無鈷無錳正極材料的制備方法，其特征在于，所述燒結的溫度為700～790℃；

優選地，所述燒結的時間為8～12h。

9.根據權利要求6-8任一項所述的無鈷無錳正極材料的制備方法，其特征在于，對燒結后的產物進行包覆；

優選地，包覆過程包括再燒結；

優選地，再燒結的溫度為280～350℃。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括如權利要求1-5任一項所述的無鈷無錳正極材料；

優選地，所述鋰離子電池在0.1C下的放電比容量≥229.14mAh/g。