[发明专利]一种镍基无钴正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍基无钴正极材料，化学式为Li_nNi_{1‑x‑y‑z}η_xθ_yλ_zO₂，其中0.98≤n≤1.50，0.01≤x≤0.15，0.01≤y≤0.10，0.01≤z≤0.05；本发明还公开了该镍基无钴正极材料的制备方法，即通过三次烧结，在不同烧结阶段采用金属阳离子半径不同的添加剂进行烧结，且随烧结次数的增加，添加剂的离子半径也随之增大，从而制得目标镍基无钴正极材料。本发明实现了在不添加钴元素的前提下，通过简单的制备工艺制得结构稳定、材料层间距由内向外逐渐增大的镍基无钴正极材料，进一步提高了该正极材料的快速充放电性能、抗腐蚀能力和安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池的技术领域，具体涉及一种镍基无钴正极材料及其制备方法。

背景技术

锂电池用正极材料性能直接影响着锂电池的性能其价格也直接反映在下游的产品上。高镍三元正极材料NCMe(Li_aNi_xCo_yMe_z，其中Me为Mn或Al元素)因其充放电电压高、充放电比容量高等优势，成为锂离子电池正极材料领域研发和应用的热点。锂电三元正极材料中Co元素因价格昂贵，资源稀缺且价格容易受国际形势影响等因素成为影响行业未来快速发展的关键因素，同时无钴材料因不含钴元素，材料的结构稳定性、倍率性能及循环性能等明显较低，因此，如何获得具有高性能的镍基无钴正极材料备受人们广泛关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍基无钴正极材料及其制备方法，实现了在不添加钴元素的前提下，通过简单的制备工艺制得材料层间距由内向外逐渐增大的镍基无钴正极材料。

本发明所采用的技术方案是：

一种镍基无钴正极材料，化学式为Li_nNi_1-x-y-zη_xθ_yλ_zO₂，由镍基无钴正极材料的前驱体、锂源、添加剂η、添加剂θ和添加剂λ组成，其中，各组分的摩尔量按下列数值范围进行配比计算：0.98≤n≤1.50，0.01≤x≤0.15，0.01≤y≤0.10，0.01≤z≤0.05。

一种镍基无钴正极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、一种镍基无钴正极材料，化学式为Li_nNi_1-x-y-zη_xθ_yλ_zO₂，其中0.98≤n≤1.50，0.01≤x≤0.15，0.01≤y≤0.10，0.01≤z≤0.05，按上述摩尔量配比计算，称取如下原料：镍基无钴正极材料的前驱体、锂源、添加剂η、添加剂θ和添加剂λ；

步骤2、将镍基无钴正极材料的前驱体、添加剂η、锂源1混合均匀，制得混合物1；

步骤3、将混合物1进行一次烧结，对一次烧结产物进行破碎、过筛，得到一次烧物料；

步骤4、将一次烧结物料、锂源2、添加剂θ混合均匀，制得混合物2；

步骤5、将混合物2进行二次烧结，将二次烧结产物进行破碎，过筛，得到二次烧物料；

步骤6、将二次烧结物料与添加剂λ混合均匀，制得混合物料3；

步骤7、将混合物3进行三次烧结，将三次烧结产物进行破碎，过筛，得到目标镍基无钴正极材料。

本发明的特征还在于：

镍基无钴正极材料的前驱体为氢氧化镍或碳酸镍。