无钴层状正极材料及制备方法、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CN111434618A(43)申请公布日2020.07.21(21)申请号202010054733.9H01M10/0525(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.C01G53/00(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称无钴层状正极材料及制备方法、锂离子电池(57)摘要本发明公开了无钴层状正极材料及制备方法、锂离子电池。该方法包括：制备层状镍锰酸锂基体材料；将所述层状镍锰酸锂基体材料与包覆剂进行混合，获得第一混合物料；对所述第一混合物料进行第一烧结处理，在所述层状镍锰酸锂基体材料表面形成包覆层，以获得所述无钴层状正极材料，其中，所述包覆剂包括第一包覆剂和第二包覆剂，所述第一包覆剂包括陶瓷氧化物，所述第二包覆剂包括磷酸盐和硅酸盐的至少之一。由此，利用该方法可有效提高无钴层状正极材料的导电性，进而提高其倍率性能，使得无钴层状正极材料同时具有成本低、结构稳定以及倍率性能优良的优点，使得应用该无钴层状正极材料的锂离子电池具有良好的使用性能以及较低的成本。CN111434618ACN111434618A权利要求书1/2页1.一种制备无钴层状正极材料的方法，其特征在于，包括：制备层状镍锰酸锂基体材料；将所述层状镍锰酸锂基体材料与包覆剂进行混合，获得第一混合物料；对所述第一混合物料进行第一烧结处理，在所述层状镍锰酸锂基体材料表面形成包覆层，以获得所述无钴层状正极材料，其中，所述包覆剂包括第一包覆剂和第二包覆剂，所述第一包覆剂包括陶瓷氧化物，所述第二包覆剂包括磷酸盐和硅酸盐的至少之一。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷氧化物包括氧化锆、氧化钛、氧化铝和氧化硼的至少之一；任选的，所述第二包覆剂包括磷酸锂和硅酸锂的至少之一。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷氧化物的质量与所述层状镍锰酸锂基体材料的质量的百分比为0.15-0.35％，所述第二包覆剂的质量与所述层状镍锰酸锂基体材料的质量的百分比为0.4-1.0％。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一包覆剂与所述第二包覆剂的摩尔比为0.2-0.6。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一包覆剂和所述第二包覆剂的粒径分别独立的为50-300nm；任选的，所述第一包覆剂和所述第二包覆剂的粒径分别独立的为50-100nm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述层状镍锰酸锂基体材料包括：将锂源粉末与镍锰氢氧化物进行混合，获得第二混合物料，对所述第二混合物料进行第二烧结处理，获得所述层状镍锰酸锂基体材料；任选的，所述锂源粉末与所述镍锰氢氧化物混合的转速为800-900rpm，混合的时间为10-20min；任选的，所述第二烧结处理是在氧气的体积浓度大于90％的气氛中进行的，所述第二烧结处理的温度为800-970℃，所述第二烧结处理的时间为8-12h，所述第二烧结处理的升温速率为1-5℃/min；任选的，所述层状镍锰酸锂基体材料与所述包覆剂混合的转速为800-900rpm，混合的时间为10-20min；任选的，所述第一烧结处理是在氧气的体积浓度为20-100％的气氛中进行的，所述第一烧结处理的温度为300-700℃，所述第一烧结处理的时间为4-10h，所述第一烧结处理的升温速率为3-5℃/min。7.一种无钴层状正极材料，其特征在于，包括：层状镍锰酸锂基体材料和位于所述层状镍锰酸锂基体材料表面的包覆层，所述包覆层包括第一包覆剂和第二包覆剂，所述第一包覆剂包括陶瓷氧化物，所述第二包覆剂包括磷酸盐和硅酸盐的至少之一。8.根据权利要求7所述的无钴层状正极材料，其特征在于，所述陶瓷氧化物包括氧化锆、氧化钛、氧化铝和氧化硼的至少之一；任选的，所述第二包覆剂包括磷酸锂和硅酸锂的至少之一；任选的，所述陶瓷氧化物的质量与所述层状镍锰酸锂基体材料的质量的百分比为2CN111434618A权利要求书2/2页0.15-0.35％，所述第二包覆剂的质量与所述层状镍锰酸锂基体材料的质量的百分比为0.4-1.0％。9.根据权利要求8所述的无钴层状正极材料，其特征在于，所述第一包覆剂与所述第二包覆剂的摩尔比为0.2-0.6。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括：正极片，所述正极片包括权利要求7-9任一项所述的无钴层状正极材料。3