[发明专利]无钴正极材料、其制备方法及锂离子电池

权利要求书

1.一种无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将锂源材料与无钴前驱体进行第一烧结处理，得到烧结产物，所述烧结产物为层状结构，以通式LiNi_1-xMn_xO₂表示，且0.45≤x≤0.55；

使所述烧结产物破碎至目标粒径，得到无钴单晶材料，1μm≤所述目标粒径＜2μm；及

将所述无钴单晶材料、硼包覆剂及碳包覆剂进行第二烧结处理，得到所述无钴正极材料；所述第一烧结处理过程的温度为900～1000℃，烧结时间为5～15h；所述第二烧结处理过程的温度为300～400℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一烧结处理过程包括：

将所述锂源材料与所述无钴前驱体进行第一混合处理，得到第一混合物；

在空气或氧气气氛下，使所述第一混合物进行烧结，得到所述烧结产物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合处理过程在2000～3000rpm的搅拌速度下进行，混合时间为5～20min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锂源材料中Li元素的摩尔数与所述无钴前驱体中Ni元素和Mn元素的摩尔数之和的比值为（0.95～1.10）:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锂源材料为氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、氧化锂、硝酸锂和草酸锂组成的组中的一种或多种；所述无钴前驱体为Ni_1-xMn_x(OH)₂所示的化合物，且0.45≤x≤0.55；所述硼包覆剂选自硼酸、氧化硼、硝酸硼和偏硼酸组成的组中的一种或多种，所述碳包覆剂选自蔗糖、葡萄糖、聚乙二醇和碳化钛组成的组中的一种或多种。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第二烧结处理过程包括：

使所述无钴单晶材料与所述硼包覆剂及所述碳包覆剂进行第二混合处理，得到第二混合物；

将所述第二混合物进行烧结，得到无钴正极材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所述第二烧结处理过程得到的产物进行筛分，以去除粒度≤0.2μm的颗粒和粒度≥6μm的颗粒，得到所述无钴正极材料。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合处理过程在2000～3000rpm的搅拌速度下进行，混合时间为10～20min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二烧结处理过程的处理时间为10～20min。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述无钴前驱体的D50为0.5～2μm。

11.一种无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料采用权利要求1至10中任一项所述的制备方法制得。

12.根据权利要求11所述的无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料中，C元素的包覆量为0.1～3%，B元素的包覆量为0.01～1%。

13.一种锂离子电池，包括正极材料，其特征在于，所述正极材料包括权利要求11或12所述的无钴正极材料。