[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)鈷正極材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210417583.2
• 申請(qǐng)日: 2022-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114665097A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭豐;喬齊齊;李子郯;楊紅新;施澤濤;王鵬飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蜂巢能源科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/62
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/62;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 牛海燕

1.一種無(wú)鈷正極材料，其特征在于，所述無(wú)鈷正極材料包括無(wú)鈷內(nèi)核和設(shè)置于所述無(wú)鈷內(nèi)核表面的鋰沸石包覆層，所述鋰沸石包覆層包括二氧化硅、氧化鋁和鋰鹽，所述二氧化硅和所述氧化鋁的摩爾比為(0.5～2):1。

2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鈷正極材料，其特征在于，所述無(wú)鈷內(nèi)核的二軸平均徑D2為1.2～3.6μm；

優(yōu)選地，所述無(wú)鈷內(nèi)核的三軸平均徑D2為1～3μm；

優(yōu)選地，所述無(wú)鈷內(nèi)核的體積充滿(mǎn)度F_正為60～80％的顆粒數(shù)量占總顆粒數(shù)量的80～90％。

3.如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)鈷正極材料，其特征在于，所述鋰沸石包覆層和所述無(wú)鈷內(nèi)核的質(zhì)量比為(0.001～0.005):1。

4.一種如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述無(wú)鈷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：

(1)將鋰鹽和納米沸石粉與溶劑混合，除去溶劑得到粉末，經(jīng)燒結(jié)處理得到鋰沸石包覆劑；

(2)將鋰源和無(wú)鈷前驅(qū)體混合，經(jīng)煅燒處理得到無(wú)鈷內(nèi)核材料；

(3)將步驟(1)得到的鋰沸石包覆劑和步驟(2)得到的無(wú)鈷內(nèi)核材料混合，經(jīng)焙燒處理得到所述無(wú)鈷正極材料。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述鋰鹽包括氫氧化鋰和/或碳酸鋰；

優(yōu)選地，以所述納米沸石粉的質(zhì)量為100％計(jì)，所述納米沸石粉中二氧化硅和氧化鋁的總質(zhì)量占比為90～95％；

優(yōu)選地，所述鋰鹽和所述納米沸石粉中二氧化硅和氧化鋁總量的摩爾比為(0.2～0.5):1；

優(yōu)選地，所述溶劑包括去離子水。

6.如權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述混合后進(jìn)行攪拌；

優(yōu)選地，所述攪拌的溫度為40～80℃；

優(yōu)選地，所述攪拌的時(shí)間為24～36h；

優(yōu)選地，所述燒結(jié)處理的溫度為400～800℃；

優(yōu)選地，所述燒結(jié)處理的時(shí)間為6～12h。

7.如權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述鋰源包括氫氧化鋰和/或碳酸鋰；

優(yōu)選地，所述無(wú)鈷前驅(qū)體的化學(xué)式為Ni_xMn_1-x-yW_y(OH)₂，x為0.5～0.9，y為0.01～0.05；

優(yōu)選地，所述無(wú)鈷前驅(qū)體的體積充滿(mǎn)度F_前為60～80％；

優(yōu)選地，所述煅燒處理的溫度為850～1000℃；

優(yōu)選地，所述煅燒處理的時(shí)間為8～12h。

8.如權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述焙燒處理的溫度為500～800℃；

優(yōu)選地，所述焙燒處理的時(shí)間為5～10h。

9.一種正極極片，其特征在于，所述正極極片包含如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無(wú)鈷正極材料。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含如權(quán)利要求9所述的正極極片。