无钴高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池正极及锂离子电池.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CN113023794A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110352771.7H01M4/62(2006.01)(22)申请日2021.03.31H01M4/131(2010.01)H01M10/0525(2010.01)(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)发明人郭丰乔齐齐施泽涛王鹏飞(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人梁文惠(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)C01B35/12(2006.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书10页附图3页(54)发明名称无钴高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池正极及锂离子电池(57)摘要本发明提供了一种无钴高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池正极及锂离子电池。该无钴高镍正极材料包括：无钴高镍基体材料和包覆于无钴高镍基体材料的包覆层，无钴高镍基体材料的化学式为LimNixMnyO2，其中，0.2≤m≤0.8，0.4≤x≤0.95，0.05≤y≤0.6，包覆层为TiBzO1‑z，0.2≤z≤0.8。通过包覆层TiBzO1‑z修饰得到的无钴高镍正极材料具有良好的耐酸性、耐磨性、高机械强度和优良的导电性，且将该无钴高镍正极材料用于锂离子电池时，极大地提高了锂离子电池的高温循环性能、容量和首效。CN113023794ACN113023794A权利要求书1/1页1.一种无钴高镍正极材料，其特征在于，所述无钴高镍正极材料包括：无钴高镍基体材料和包覆于所述无钴高镍基体材料的包覆层，所述无钴高镍基体材料的化学式为LimNixMnyO2，其中，0.2≤m≤0.8，0.4≤x≤0.95，0.05≤y≤0.6，所述包覆层为TiBzO1‑z，0.2≤z≤0.8。2.根据权利要求1所述的无钴高镍正极材料，其特征在于，所述包覆层的质量为所述无钴高镍基体材料的0.2～0.5％。3.根据权利要求1所述的无钴高镍正极材料，其特征在于，所述无钴高镍正极材料的D50为1～5μm，优选所述无钴高镍正极材料的比表面积为0.3～1.5m2/g。4.一种权利要求1至3中任一项所述无钴高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，将无钴高镍基体材料和包覆剂进行混合，得到混合物；步骤S2，将所述混合物进行煅烧，得到所述无钴高镍正极材料，所述包覆剂为TiBzO1‑z固溶体颗粒。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述TiBzO1‑z固溶体颗粒的D50为10～100nm。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300～900℃，优选以3～5℃/min的升温速度升温到300～900℃，优选所述煅烧的时间为6～12h。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括所述包覆剂的制备过程，所述制备过程包括：将钛源和硼源通过高温固相反应法反应，得到TiBzO1‑z固溶体颗粒；所述钛源为TiO2，所述硼源为TiB或H3BO3，优选所述钛源与所述硼源的摩尔比为0.5～1：1，优选所述高温固相反应法的反应温度为1000～1800℃，优选所述高温固相反应法的反应时间为12～24h。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备过程还包括：对所述TiBzO1‑z固溶体颗粒进行破碎，优选所述破碎的方式为研磨。9.一种锂离子电池正极，所述锂离子电池正极包括正极材料，其特征在于，所述正极材料为权利要求1至3中任一项所述的无钴高镍正极材料。10.一种锂离子电池，包括正极与负极，其特征在于，所述正极为权利要求9所述的锂离子电池正极。2CN113023794A说明书1/10页无钴高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池正极及锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种无钴高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池正极及锂离子电池。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。且NCM中充放电过程中Ni2+和Li+的混排造成其循环稳定性差，但值得注意的是，具有相同Ni含量的无钴高镍正极材料(NM)和NCM正极在0.1C时放电容量相当，与此同时，NM相对于NCM表现出更好的循环稳定性和热稳定性。[0003]尽管钴元素的去除导致NM比NCM价格低，使得NM表现出强