一种无钴高镍四元正极材料、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种无钴高镍四元正极材料，其制备方法，包含其的用于锂二次电池的正极，以及包括该正极的锂二次电池。所述无钴高镍四元正极材料，其为粒子状，并且由如下式表示：Li

【技术实现步骤摘要】
一种无钴高镍四元正极材料、其制备方法及其应用
本专利技术涉及锂二次电池的正极材料，特别是锂离子电池的正极材料制备领域，更具体而言，涉及一种粒子状无钴高镍四元正极材料、其制备方法和应用。
技术介绍
锂二次电池以其高的放电比容量、长的循环寿命、低的自放电率、良好的环境友好性的特点，自问世以来迅速应用到人们的生产和生活的方方面面。然而，随着新能源产业的快速发展，动力电池对能量密度、安全性、循环寿命都提出了更高的要求，常规的锂离子电池因此也面连着巨大的挑战。目前，正极材料主要包括具有层状结构的LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.2O2、尖晶石结构的LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4、橄榄石结构的LiFePO4等。随着市场对能量密度的要求不断提高，研发具有高容量的锂离子电池成为当务之急。钴酸锂正极材料合成容易，循环性能优良，压实密度高，是最早用于商业化的材料之一，但由于钴酸锂自身结构的原因，Li1-xCoO2脱嵌系数M必须满足M≤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无钴高镍四元正极材料，其为粒子状，并且由如下式表示：Li

【技术特征摘要】
1.一种无钴高镍四元正极材料，其为粒子状，并且由如下式表示：LiaNixMnyMgzMbOc，其中0.9＜a＜1.2，优选0.95＜a＜1.15；0.6≤x＜1，优选0.65≤x＜0.95；0＜y≤0.2，优选0.04＜y≤0.2；0＜z≤0.2，优选0.02＜z≤0.15；0＜b＜0.1，优选0＜b＜0.06；1.9≤c≤2.1，优选2≤c≤2.1；M为选自元素Si、B、W、Mo和Zr中的一种或几种；M元素在所述无钴高镍四元材料的表面富集；优选地，基于所述无钴高镍四元正极材料中的M元素的总重量，自粒子表面至中心且靠近表面的1/5距离厚度的部分中的M含量大于60wt％。


2.根据权利要求1所述的无钴高镍四元正极材料，其中，自粒子表面至中心且靠近表面的1/200～1/10距离厚度的表面层部分，晶体结构为盐岩相或尖晶石相；以及所述表面层部分之下的粒子部分，其晶体结构为晶体结构，且(003)晶面的生长方向为自粒子中心至表面沿着径向呈放射状生长。


3.根据权利要求1或2所述的无钴高镍四元正极材料，其中，所述具有晶体结构的粒子部分，其内部一次颗粒沿径向的长度为Anm，沿粒子表面的切线方向的宽度为Bnm，且A/B的值为2：1～10：1。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的无钴高镍四元正极材料，其中，所述粒子状的无钴高镍四元正极材料，比表面积为0.1～3m2/g，平均粒径D50为5μm～14μm。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的无钴高镍四元正极材料，其中，M元素的来源为M元素的氧化物，优选为B2O3、SiO2、WO3、MoO3或ZrO2中的一种或几种，优选地，所述无钴高镍四元正极材料为选自Li1.0Ni0.8Mn0.1Mg0.1B0.02O2.03、Li1.0Ni0.7Mn0.2Mg0.1W0.02O2.06、Li1.0Ni0.8Mn0.1Mg0.1Mo0.02O2.06、Li1.0Ni0.92Mn0.05Mg0.03Zr0.02O2.04、Li1.0Ni0.8Mn0.1Mg0.1Si0.02O2.04和Li1.0Ni0.9Mn0.05Mg0.05B0.02O2.03中的一种或多种。


6.一种制备根据权利要求1至5中的任一项所述的无钴高镍四元正极材料的方法，其包括如下步骤：
(1)将镍盐水溶液、锰盐水溶液和镁盐水溶液加入到碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵洪源，张洁，岳宝玉，涂文哲，高桐，
申请(专利权)人：万华化学四川有限公司，万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51