无钴层状正极材料及其制备方法、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CN111435747A(43)申请公布日2020.07.21(21)申请号202010054735.8(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.H01M4/62(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称无钴层状正极材料及其制备方法、锂离子电池(57)摘要本发明提出了无钴层状正极材料及其制备方法、锂离子电池。该无钴层状正极材料为核壳结构，且形成核壳结构的外壳的材料包括氮化钛，形成核壳结构的内核的材料不包括钴且为单晶结构。本发明所提出的无钴层状正极材料，在不含钴的内核表面包覆高导电性的氮化钛，降低正极材料的价格成本的同时，还可使正极材料的倍率性能提升，从而使无钴正极材料的倍率性能更好。CN111435747ACN111435747A权利要求书1/1页1.一种无钴层状正极材料，其特征在于，所述无钴层状正极材料为核壳结构，且形成所述核壳结构的外壳的材料包括氮化钛，形成所述核壳结构的内核的材料不包括钴且为单晶结构。2.根据权利要求1所述的无钴层状正极材料，其特征在于，形成所述内核的材料为LiNixMnyO2，其中，0.55≤x≤0.95，0.05≤y≤0.45。3.根据权利要求2所述的无钴层状正极材料，其特征在于，形成所述内核的材料颗粒尺寸为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，所述氮化钛的颗粒尺寸为50～500nm。5.根据权利要求1所述的无钴层状正极材料，其特征在于，在所述核壳结构中，所述氮化钛的含量为0.13～0.39％(wt)。6.一种制备无钴层状正极材料的方法，其特征在于，包括：提供内核材料，其中，所述内核材料不包括钴且为单晶结构；在所述内核材料的表面包覆钛的化合物，其中，所述钛的化合物中为四价钛；将所述包覆后的所述内核材料进行氨气处理，以获得包覆有氮化钛的所述无钴层状正极材料。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述提供内核材料的步骤包括：对前驱体混合物进行煅烧处理，以获得所述内核材料，其中，前驱体混合物包括锂的前驱体和镍锰的前驱体，且所述煅烧处理为800～1000摄氏度下10～15小时。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钛的化合物包括二氧化钛和钛酸四丁酯中的至少一种。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述包覆的高温处理为400～700摄氏度下4～8小时；所述氨气处理为400～700摄氏度下3～5小时。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、电解质和负极，其中，所述正极由权利要求1～5中任一项所述的无钴层状正极材料形成。2CN111435747A说明书1/5页无钴层状正极材料及其制备方法、锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体的，本发明涉及无钴层状正极材料及其制备方法、锂离子电池。背景技术[0002]目前，三元正极材料在锂离子动力电池的应用越来越广泛。传统的三元正极材料中一般都含钴，而钴元素在三种元素中的价格是最高的，会导致三元正极材料的价格相对于LiFePO4、LiMn2O4等其他正极材料明显高很多。所以，三元正极材料向着低钴化甚至无钴化方向发展。[0003]虽然，无钴层状正极材料具有较高的容量和较低的成本，但是，无钴化反而使正极材料的导电性下降，进而影响到材料的倍率性能。发明内容[0004]本发明是基于发明人的下列发现而完成的：[0005]本发明的发明人针对无钴正极材料存在导电性差、倍率性能差的技术问题，而提供了一种表面包覆有高导电性氮化钛的正极材料，不仅能提高无钴材料的表面导电性，同时还能降低无钴材料的表面阻抗，从而提高无钴材料的循环和倍率等电性能。[0006]在本发明的第一方面，本发明提出了一种无钴层状正极材料。[0007]根据本发明的实施例，所述无钴层状正极材料为核壳结构，且形成所述核壳结构的外壳的材料包括氮化钛，形成所述核壳结构的内核的材料不包括钴且为单晶结构。[0008]本发明实施例的无钴层状正极材料，在不含钴的内核表面包覆高导电性的氮化钛，降低正极材料的价格成本的同时，还可使正极材料的倍率性能提升，从而使无钴正极材料的倍率性能更好。[0009]另外，根据本发明上述实施例的无钴层状正极材料，还可以具有如下附加的技术特征：[0010]根据本发明的实施例，形成所述内核的材料为LiNixMnyO2