无钴正极材料的制备方法、无钴正极材料和锂离子电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114927698A(43)申请公布日2022.08.19(21)申请号202210838701.7(22)申请日2022.07.18(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人潘海龙马赛李子郯王涛杨红新陈琪(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659专利代理师徐浩(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称无钴正极材料的制备方法、无钴正极材料和锂离子电池(57)摘要本发明公开了一种无钴正极材料的制备方法、无钴正极材料和锂离子电池。所述方法包括以下步骤：将Na2PO3F、锂盐与无钴正极材料前驱体混合，煅烧，得到所述的无钴正极材料。本发明的无钴正极材料具有优异的循环性能，而且，本发明的制备方法简单，适合工业化生产。CN114927698ACN114927698A权利要求书1/1页1.一种无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将Na2PO3F、锂盐与无钴正极材料前驱体混合，煅烧，得到所述的无钴正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无钴正极材料前驱体为无钴氢氧化物，所述无钴氢氧化物的化学式为NixMnyMz(OH)2，其中0.7＜x＜1，0.001＜z＜0.01，x+y+z=1，M包括Zr、Y、W和Ta中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无钴正极材料前驱体的中值粒径D50在2.5‑4.5μm之间，比表面积在10‑20m2/g之间。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Na2PO3F的中值粒径D50≤200nm。5.根据权利要求1‑4任一项所述的方法，其特征在于，所述Na2PO3F与无钴正极材料前驱体的质量比为(0.001‑0.01):1。6.根据权利要求1‑4任一项所述的方法，其特征在于，所述混合为高速混合，所述高速混合的转速为2000‑3000rpm，所述混合的时间为10‑30min。7.根据权利要求1‑4任一项所述的方法，其特征在于，所述煅烧包括：在700‑1000℃一次保温后，降温至500‑800℃进行二次保温；所述一次保温的时间为7‑15h，所述二次保温的时间为3‑6h；所述降温的速度为1‑4℃/min，所述降温后，二次保温的温度比一次保温的温度低100‑200℃；所述煅烧的气氛为氧气或空气。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，升温至700‑1000℃的升温速率为1‑5℃/min，所述二次保温后以1‑5℃/min的降温速率降温。9.一种采用权利要求1‑4任一项所述的方法制备得到的无钴正极材料，所述无钴正极材料的XRD图谱中，（003）晶面的强度I003和（104）晶面的强度I104之比大于1.2。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极中包括权利要求9所述的无钴正极材料。2CN114927698A说明书1/7页无钴正极材料的制备方法、无钴正极材料和锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，涉及一种无钴正极材料的制备方法、无钴正极材料和锂离子电池。背景技术[0002]随着工业化程度的提高和人类社会的发展，环境问题日益严重。新能源在国际碳减排和绿色低碳发展趋势中显示出良好的发展潜力。锂离子电池作为电动汽车和能量储存与转换的核心，受到了广泛关注。研究表明，正材料在能量密度、安全性和使用寿命方面起着决定性的作用。在众多正极材料中，三元正极材料尤其是高镍NCM已得到广泛研究。然而，富镍层状氧化物正极具有许多表面副作用和微观结构缺陷，例如残余锂化合物、HF侵蚀、结构退化、晶间/晶内裂纹以及循环期间的低电导率，最终造成电池循环寿命降低。[0003]而在无钴层状正极材料中，由于缺失了钴的缘故，材料电子电导率差、锂离子迁移速度缓慢、锂镍混排严重，层状结构变差，尤其对无钴富镍层状正极材料中的倍率性能和循环寿命影响较大。[0004]CN114195201A公开了一种长寿命无钴正极材料的制备方法，通过在无钴正极材料中引入掺杂元素，可以更好地稳固正极材料的晶体结构，保证正极材料的循环性能，尤其是高温条件下的循环性能。[0005]CN114142035A公开了一种无钴三元正极材料、其制备方法及应用，该专利通过在镍锰铝酸锂内核外表面包裹镍镁铝酸锂，有效地控制表面元素组成，从而提高了正极材料的倍率性能和循环稳定性，同时在镍锰铝酸锂内核表面引入镁元素，镍的减少和镁的增多，提高了倍率性能，表面构建的镍镁铝酸锂，有效地隔绝了锰元素与电解液的接触，减少了锰元素从正极