一种无钴高镍正极材料及其制备方法.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CN113809290A(43)申请公布日2021.12.17(21)申请号202110872900.5(22)申请日2021.07.30(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)发明人郭丰杨红新李子郯乔齐齐施泽涛王鹏飞(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人周淑歌(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图3页(54)发明名称一种无钴高镍正极材料及其制备方法(57)摘要本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种无钴高镍正极材料及其制备方法。该方法包括以下步骤：配制包覆层金属的可溶性盐溶液，加入络合剂，调节pH，加入无钴高镍正极材料基体，进行化学镀反应，经固液分离，干燥，煅烧，得到所述无钴高镍正极材料。本发明采用化学镀反应的方法进行包覆，利用一次烧结后的正极材料，通过进入容器当中进行化学反应成金属化合物，从而使表面包覆一层致密的金属氧化物，相现有技术中的高温包覆或沉淀法包覆的效果，化学镀反应包覆均匀性更强，材料的循环稳定性更好。CN113809290ACN113809290A权利要求书1/1页1.一种无钴高镍正极材料，其特征在于，包括无钴高镍正极材料基体及位于其表面的包覆层，所述包覆层为氧化铜，氧化锌，氧化镁，氧化铁，氧化锰的至少一种。2.根据权利要求1所述的无钴高镍正极材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为0.2‑2μm。3.根据权利要求1或2所述的无钴高镍正极材料，其特征在于，所述无钴高镍正极材料基体的组成为Li1.1Ni0.8+xMn0.2‑xO2，其中0≤X<0.2。4.一种权利要求1‑3任一项所述的无钴高镍正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：配制包覆层中金属组分对应的可溶性盐溶液，加入络合剂，调节pH，加入无钴高镍正极材料基体，进行化学镀反应，经固液分离，干燥，煅烧，得到所述无钴高镍正极材料。5.根据权利要求4所述的无钴高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述化学镀反应的反应温度为25‑60℃，反应时间为2‑6h。6.根据权利要求4所述的无钴高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸钠和硫酸铵的混合物；可选的，反应体系中柠檬酸钠的浓度为10‑30g/L，硫酸铵的浓度为20‑30g/L。7.根据权利要求4所述的无钴高镍正极材料的制备方法，其特征在于，调节体系的pH为10‑12；所述无钴高镍正极材料基体的加料速度为20～40g/min。8.根据权利要求4所述的无钴高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所可溶性盐与无钴高镍正极材料基体的用量比为1～4；可选的，所述可溶性盐溶液中金属元素的浓度为20‑60g/L；可选的，所述可溶性盐为包覆层中金属组分的硫酸盐、硝酸盐或卤化物中的至少一种。9.根据权利要求4‑8任一项所述的无钴高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为100‑150℃，干燥时间为6‑12h；所述煅烧温度为500‑900℃，煅烧时间为8‑20h。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1‑3任一项所述的无钴高镍正极材料或权利要求4‑9任一项所述的制备方法制备得到的无钴高镍正极材料。2CN113809290A说明书1/9页一种无钴高镍正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种无钴高镍正极材料及其制备方法。背景技术[0002]近年来，动力电池市场的发展进入快车道，人们迫切需求一种，成本低，高能量密度，高循环性能和高安全性的正极材料。目前，市面上常用的正极材料LiCoO2和三元材料(NCM)，均不能够同时满足以上条件，主要原因是钴元素的价格持续走高，同时钴也是一种非环境友好型元素。[0003]值得注意的是，具有相同Ni含量的NM和NCM正极在0.1C时放电容量相当，与此同时，NM正极相对于NCM表现出更好的循环稳定性和热稳定性。由于正极材料中钴元素的消除导致无钴正极材料比三元正极材料价格低。尽管，无钴高镍正极材料表现强大的应用前景，但是，电化学活性Ni的含量增加的同时，会减少脱Li+结构的非活性Mn4+的含量降低，这会造成无钴高镍正极材料的循环稳定性下降，因此，改善无钴高镍正极材料的循环稳定迫在眉睫。[0004]改善无钴高镍材料循环稳定性的方法有很多，其中，包覆金属氧化物效果突出，目前常用的包覆方法有：高温包覆纳米金属氧化物以及共沉淀烧结法包覆金属氧化物，但是，上述方法包覆均匀性不是太理想，会导致改善无钴高镍材料的循环效果并不明显。因此，需要提供一种能够在无钴高镍正极材料表面均匀