无钴层状正极材料及其制备方法和锂离子电池.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CN111799450A(43)申请公布日2020.10.20(21)申请号202010055698.2H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2020.01.17(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)发明人乔齐齐江卫军许鑫培施泽涛马加力(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人尚伟净(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称无钴层状正极材料及其制备方法和锂离子电池(57)摘要本发明提供了锂离子电池的无钴层状正极材料及其制备方法和锂离子电池。该无钴层状正极材料包括单晶形貌的层状镍锰酸锂和包覆在所述镍锰酸锂表面的氧化锌，其中，所述镍锰酸锂的通式为LiNixMn1‑xO2，0.55≤x≤0.95。由此，通过在单晶形貌的层状镍锰酸锂的表面包覆氧化锌，可以有效防止镍锰酸锂中的锰离子被锂离子电池的电解液溶解，进而可以有效提高锂离子电池的比容量、首次充电效率(简称首效)和循环性能；而且，本申请的无钴层状正极材料的残余碱(氢氧化锂或碳酸锂)含量较低。CN111799450ACN111799450A权利要求书1/1页1.一种锂离子电池的无钴层状正极材料，其特征在于，包括单晶形貌的层状镍锰酸锂和包覆在所述镍锰酸锂表面的氧化锌，其中，所述镍锰酸锂的通式为LiNixMn1-xO2，0.55≤x≤0.95。2.根据权利要求1所述的无钴层状正极材料，其特征在于，基于所述无钴层状正极材料的总质量，所述氧化锌的质量百分含量为0.05％～0.3％。3.根据权利要求1所述的无钴层状正极材料，其特征在于，所述镍锰酸锂的粒径为1～5微米。4.根据权利要求1所述的无钴层状正极材料，其特征在于，所述无钴层状正极材料的比表面积为0.1m2/g～0.8m2/g。5.一种制备权利要求1～4中任一项所述的无钴层状正极材料的方法，其特征在于，包括：将单晶形貌的层状镍锰酸锂与锌盐溶液混合，得到混合液；将所述混合液蒸干，得到预混合物；将所述预混合物在预定温度下反应预定时间，得到所述无钴层状正极材料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述锌盐选自乙酸锌、硫酸锌和硝酸锌中的至少一种。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述锌盐的浓度为0.5～2mol/L。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定温度为400～700℃，所述预定时间为5～10小时。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预混合物是在含氧环境下进行反应的，其中，氧气的浓度为20％～100％。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1～4中任一项所述的无钴层状正极材料。2CN111799450A说明书1/7页无钴层状正极材料及其制备方法和锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的，涉及锂离子电池的无钴层状正极材料及其制备方法和锂离子电池。背景技术[0002]随着锂离子动力电池的快速发展，对其成本、安全性、循环寿命等都提出了更高的要求。正极材料作为锂离子电池的核心组成部分，其性能对整个电池的性能起着至关重要的作用。无钴正极材料相对于传统的三元正极材料，具有成本低、结构稳定等优势。但因为无钴正极材料中不含钴，Mn元素较多，因此，无钴正极材料存在金属Mn离子溶解过多的问题。[0003]因此，关于无钴正极材料的研究有待深入。发明内容[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锂离子电池的无钴层状正极材料，该无钴层状正极材料中的锰离子不易被电解液溶解。[0005]在本发明的一个方面，本发明提供了一种锂离子电池的无钴层状正极材料。根据本发明的实施例，该无钴层状正极材料包括单晶形貌的层状镍锰酸锂和包覆在所述镍锰酸锂表面的氧化锌，其中，所述镍锰酸锂的通式为LiNixMn1-xO2，0.55≤x≤0.95。由此，通过在单晶形貌的层状镍锰酸锂的表面包覆氧化锌，可以有效防止镍锰酸锂中的锰离子被锂离子电池的电解液溶解，进而可以有效提高锂离子电池的比容量、首次充电效率(简称首效)和循环性能；而且，本申请的无钴层状正极材料的残余碱(氢氧化锂或碳酸锂)含量较低。[0006]根据本发明的实施例，基于所述无钴层状正极材料的总质量，所述氧化锌的质量百分含量为0.05％～0.3％。[0007]根据本发明的实施例，所述镍锰酸锂的粒径为1～5微米。[0008]根据本发明的实施例，所述无钴层状正极材料的比表面积为