一种无钴正极材料及其制备方法和应用.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CN113666433A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110926243.8H01M4/525(2010.01)(22)申请日2021.08.12H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司H01M10/52(2006.01)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王鹏飞施泽涛(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.C01G53/00(2006.01)C01B19/00(2006.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种无钴正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种无钴正极材料及其制备方法和应用，所述无钴正极材料包括无钴基体材料和位于所述无钴基体材料表面的包覆层，所述包覆层为TeO2包覆层，所述包覆层为TeO2包覆层，所述TeO2包覆层的质量为所述基体材料的0.1～0.8％，本发明采用TeO2材料对无钴高镍材料进行了包覆，有利于充放电过程中锂离子在材料内部的嵌入迁出，从而提高了材料容量和首效；包覆层减小材料与电解液的接触面积，减缓了材料与电解液副反应的发生，从而提高了材料的循环性能，减缓材料的氧流失和降低产气，从而提高了材料的高温循环性能和安全性。CN113666433ACN113666433A权利要求书1/1页1.一种无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料包括无钴基体材料和位于所述无钴基体材料表面的包覆层，所述包覆层为TeO2包覆层，所述TeO2包覆层的质量为所述基体材料的0.1～0.8％。2.如权利要求1所述的无钴正极材料，其特征在于，所述无钴基体材料的化学式为LimNixMnyO2，其中x为0.4～0.95，y为0.05～0.6，m为1.05～1.5。3.如权利要求1或2所述的无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料的中值粒径D50为1～5μm；优选地，所述无钴正极材料的比表面积为0.3～1.5m2/g。4.一种如权利要求1‑3任一项所述无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将锂源和无钴前驱体混合，经一步烧结后得到基体材料；(2)将步骤(1)得到的基体材料和TeO2按照质量比为100:(0.1～0.8)混合，经二步烧结得到所述无钴正极材料。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂源包括LiCO3和/或LiOH；优选地，所述无钴前驱体的化学式为NixMny(OH)2，其中，x为0.8～0.95，y为0.05～0.2。6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一步烧结在氧气气氛下进行；优选地，所述一步烧结的温度为850～1000℃；优选地，所述一步烧结的时间为8～20h；优选地，所述一步烧结后进行过筛；优选地，所述过筛的孔径为300～400目。7.如权利要求4‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述基体材料和TeO2的质量比为100:(0.3～0.5)；优选地，所述TeO2的中值粒径D50为200～1000nm，优选为300～800nm。8.如权利要求4‑7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述所述二步烧结在氧气气氛下进行；优选地，所述二步烧结的温度为300～1000℃，优选为500～900℃；优选地，所述二步烧结的时间为6～12h。9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包含如权利要求1‑3任一项所述的无钴正极材料。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。2CN113666433A说明书1/6页一种无钴正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种无钴正极材料及其制备方法和应用。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。三元材料中充放电过程中Ni2+和Li+的混排造成其循环稳定性差，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。由于的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，高镍材料主要问题就是循环过程的高产气，从而造成