[发明专利]一种无钴的镍锰正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无钴层状的镍锰正极材料，其特征在于，所述无钴层状的镍锰正极材料的化学式为Li_aNi_xMn_yMe_zO₂@M_b，所述Me为Zr、Al、W、Sr、Ti或Mg中的至少一种；所述M的原料为Al₂O₃、CeO₂、TiO₂、Yb₂O₃、Nb₂O₅、La₂O₃或WO₃中的至少一种以及钛溶胶、铝溶胶、钛铝溶胶、异丙醇铝、钛酸丁酯、磷酸氢二铝或钨酸锂中的至少一种，其中0.9≤a≤1.10，0.50≤x≤0.70，0.50≤y≤0.30，0.001≤z≤0.009，0.001≤b≤0.005；所述无钴层状的镍锰正极材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将镍盐与锰盐配置成A溶液，再滴加氢氧化钠与氨水的混合液，搅拌反应，洗涤，烘干，即得镍锰氢氧化物前驱体Ni_xMn_y（OH）₂；

（2）将所述镍锰氢氧化物前驱体Ni_xMn_y（OH）₂与锂源、掺杂剂混合，进行第一次烧结，粉碎后得到无钴的镍锰正极材料Li_aNi_xMn_yMe_zO₂；

（3）将所述无钴的镍锰正极材料Li_aNi_xMn_yMe_zO₂与包覆剂A混合，经过第二次烧结、过筛，得到金属氧化物包覆的无钴层状的镍锰正极材料；

（4）将包覆剂B喷雾到所述金属氧化物包覆的无钴层状的镍锰正极材料表面进行湿法包覆，真空干燥，即得双重包覆的无钴层状的镍锰正极材料Li_aNi_xMn_yMe_zO₂@M_b；步骤（3）中，所述包覆剂A为Al₂O₃、CeO₂、TiO₂、Yb₂O₃、Nb₂O₅、La₂O₃或WO₃中的至少一种；步骤（4）中，所述包覆剂B为钛溶胶、铝溶胶、钛铝溶胶混合物、异丙醇铝、钛酸丁酯、磷酸氢二铝或钨酸锂中的至少一种；

步骤（2）中，所述第一次烧结的温度为450℃~980℃；第一次烧结的时间为5h-27h；步骤（3）中，所述第二次烧结的温度为250℃~600℃；第二次烧结的时间为5h-12h。

2.根据权利要求1所述的无钴层状的镍锰正极材料，其特征在于，所述无钴层状的镍锰正极材料的比表面积为0.4~0.9m²/g，粒度D50为3.0~5.0μm。

3.根据权利要求1所述的无钴层状的镍锰正极材料，其特征在于，步骤（1）中，所述镍盐为NiSO₄、Ni(CH₃COO)₂、Ni（NO₃）₂、C₂O₄·Ni或NiCl₂中的至少一种；步骤（1）中，所述锰盐为MnSO₄、Mn（NO₃）₂、MnC₂O₄或MnCl₂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的无钴层状的镍锰正极材料，其特征在于，步骤（2）中，所述锂源为LiOH·H₂O、Li₂CO₃或CH₃COOLi中的至少一种。