无钴正极材料的包覆方法、无钴正极材料和锂离子电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113903895A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111138489.5(22)申请日2021.09.27(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人潘海龙李子郯杨红新(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称无钴正极材料的包覆方法、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包覆方法、无钴正极材料和锂离子电池。所述方法包括：1)将金属氧化物和硼酸进行机械融合，得到复合包覆剂；2)将无钴正极材料和所述的复合包覆剂混合，煅烧，得到包覆后的无钴正极材料。本发明的包覆方法操作简单，能够有效提升无钴正极材料的容量和循环性能。CN113903895ACN113903895A权利要求书1/2页1.一种无钴正极材料的包覆方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将金属氧化物和硼酸进行机械融合，得到复合包覆剂；(2)将无钴正极材料和所述的复合包覆剂混合，煅烧，得到包覆后的无钴正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述金属氧化物包括ZrO2、WO3、TiO2和Al2O3中的至少一种，优选为ZrO2、WO3和TiO2中的至少一种；优选地，步骤(1)所述金属氧化物的中值粒径D50在200nm～800nm的范围内；优选地，步骤(1)所述硼酸具有层状结构；优选地，步骤(1)所述硼酸的中值粒径D50在3μm～10μm的范围内。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述金属氧化物和硼酸的质量比为(5～2):1。4.根据权利要求1‑3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述机械融合在保护气体的保护下进行；优选地，步骤(1)所述保护气体包括氮气、氦气、氩气中的任意一种或至少两种的混合气体；优选地，步骤(1)所述机械融合的过程中，刀片转速为1000rpm～3000rpm；优选地，步骤(1)所述机械融合的时间为10min～30min。5.根据权利要求1‑4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述无钴正极材料为层状结构的单晶材料；优选地，步骤(2)所述无钴正极材料的化学式为LiaNixMnyMzO2，其中，1≤a≤1.2，0.5＜x＜1，0≤z＜0.01，x+y+z＝1，M包括Zr、Ti、W和Y中的至少一种；优选地，步骤(2)所述无钴正极材料的中值粒径D50在2.5μm～3.5μm的范围内；优选地，步骤(2)中，以所述无钴正极材料的质量为100％计，所述复合包覆剂的质量含量为0.2％～2％。6.根据权利要求1‑5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述混合为高速混合，所述高速混合的搅拌速度为2000rpm～3000rpm；优选地，步骤(2)所述混合的搅拌时间为10min～30min。7.根据权利要求1‑6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述煅烧的气氛为氧气气氛或空气气氛；优选地，步骤(2)所述煅烧的温度为300℃～700℃；优选地，步骤(2)所述煅烧的时间为4h～10h。8.根据权利要求1‑7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1提供无包覆的无钴层状镍锰酸锂正极材料，所述无包覆的无钴层状镍锰酸锂正极材料为单晶材料，化学式为LiaNixMnyO2，其中1≤a≤1.2，0.5＜x＜1，x+y＝1，所述无钴层状镍锰酸锂正极材料的中值粒径D50在2.5μm～3.5μm的范围内；将金属氧化物包覆剂和硼酸包覆剂进行机械融合，所述金属氧化物包覆剂和硼酸包覆剂的质量比为(5～2):1，得到复合包覆剂；其中，所述金属氧化物包覆剂包括ZrO2、WO3和TiO2中的至少一种，所述金属氧化物包覆剂的中值粒径D50在200nm～800nm的范围内，所述硼酸包覆剂的中值粒径D50在3μm～10μm的范围内；2CN113903895A权利要求书2/2页机械融合条件为：氮气气氛，刀片转速在1000rpm～3000rpm的范围内，时间10min～30min；S2将所述的复合包覆剂与所述的无钴层状镍锰酸锂正极材料在高速混料机中以2000rpm～3000rpm的速度搅拌10min～30min，然后将得到混合物料进行煅烧，煅烧温度为300℃～700℃，煅烧时间为4h～10h，煅烧气氛为氧气或空气，得到包覆后的无钴正极材料；其中，所述复合包覆剂占基无钴层状镍锰酸锂正极材料的质量的0.2％～2％。9.一种如