无钴正极材料、其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种无钴正极材料、其制备方法和锂离子电池。所述方法包括以下步骤：将锂盐、无钴前驱体和可选的掺杂剂混合，一次烧结后进行深过冷处理，得到一烧无钴正极材料，所述一烧无钴正极材料的Q值为0.6～1；其中，Q值为颗粒的最大切面中最小一次颗粒面积与最大一次颗粒面积的比值。本发明专利技术通过深过冷处理实现对无钴正极材料的细晶强化过程，获得一次颗粒有序排列，有效消除了在电池循环过程中由于锂离子嵌入脱出导致内应力集中而产生的结构破坏，结合Q值的限定可以获得高强度的无钴正极材料，避免结构坍塌，获得优异的循环性能。获得优异的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
无钴正极材料、其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂电池无钴正极材料，涉及一种无钴正极材料、其制备方法和锂离子电池。

技术介绍

[0002]近年来，国内外汽车巨头纷纷宣布汽车电动化的推动日程，因此，作为电动车最重要能源供给部件的动力电池将迎来前所未有的增长趋势，总装机量逐渐攀升，动力电池装机量即将从GWh时代过度到TWh时代，因此对于动力电池最为重要的正极材料的需求量也将增长。
[0003]随着客户需求度的增长，人们对长续航和高能量密度电池的需求日益凸显，因此开发高容量的高镍正极材料将能够满足这一需求。众所周知，目前高镍正极产品主要为NCM和NCMA三元产品，金属Co的开采过程和价格都将导致正极材料的价格暴涨，难以适应客户对低成本的需求，当Ni含量高于90％时(摩尔比)时候，Co对正极材料容量的影响将降低，因此开发无钴高镍正极材料将有望满足低成本和高容量的需求。
[0004]CN111422921A公开了一种多晶高镍三元正极材料及其制备方法，制备多晶高镍三元正极材料的方法包括：将多晶高镍三元前驱体、单水氢氧化锂和掺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将锂盐、无钴前驱体和可选的掺杂剂混合，一次烧结后进行深过冷处理，得到一烧无钴正极材料，所述一烧无钴正极材料的Q值为0.6～1；其中，Q值为颗粒的最大切面中最小一次颗粒面积与最大一次颗粒面积的比值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锂盐包括氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、甲酸锂、苯甲酸锂和Li
‑
MOF中的至少一种；优选地，所述无钴前驱体为高镍无钴前驱体，化学式为Ni
a
M1‑
a
(OH)2，其中，0.9≤a≤0.98，M选自Mn、Al、Ti、Mg、Mo、Zr和Nb中的至少一种；优选地，所述无钴前驱体的球形度在96％以上，所述无钴前驱体的松散值L为3～6，所述松散值L为前驱体最大切面中一次颗粒松散区与实心区的面积比值；优选地，所述掺杂剂包括ZrO2、Al2O3、Ta2O5、MoO3、SiO2、Y2O5、MgO、TiO2、WO3、Nb2O5和SrCO3中的至少一种；优选地，以无钴正极材料的质量为基准，所述掺杂剂的掺杂量为500～2000ppm；优选地，所述一次烧结的温度为600～800℃，所述一次烧结的时间为8～12h；优选地，所述一次烧结的升温速率为2～6℃/min。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述深过冷处理为：将烧结得到的无钴正极材料置于制冷剂中；优选地，所述制冷剂包括液氧或液氮；优选地，所述制冷剂和烧结得到的无钴正极材料的质量比为1～5，优选为1～2。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于，所述一烧无钴正极材料的P值为1.5～4.0，P＝m/n，其中，m为一次颗粒中心方向的最高长度，n为与中心方向垂直的方向的最高长度；优选地，所述一烧无钴正极材料的颗粒断裂强度为150MPa～200MPa；优选地，所述一烧无钴正极材料的球形度高于98％，球形颗粒平均粒度为10～13μm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对一烧无钴正极材料进行包覆的步骤；优选地，所述对一烧无钴正极材料进行包覆的步骤包括：将一烧无钴正极材料与包覆剂混合，进行二次烧结，得到二烧正极材料；优选地，所述对一烧无钴正极材料进行包覆的步骤中，包覆剂包括ZrO2、Al2O3、Ta2O5、MoO3、SiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丰，乔齐齐，李子郯，杨红新，施泽涛，王鹏飞，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：