[发明专利]一种无钴单晶正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：

将Ni-Mn基前驱体、锂源和掺杂剂M充分混合，随后经退火、冷却和粉碎过筛，得到掺杂型Ni-Mn基核层材料；所述Ni-Mn基前驱体为Ni_xMn_1-x(OH)₂，其中，0.65≤x≤0.85；

将Ni-Al基前驱体、锂源和掺杂剂N充分混合，随后经退火、冷却和砂磨处理至纳米级，得到掺杂型Ni-Al基壳层材料；所述Ni-Al基前驱体为Ni_yAl_1-y(OH)₂，其中，0.65≤y≤0.85；

将所述掺杂型Ni-Mn基核层材料与所述掺杂型Ni-Al基壳层材料充分混合，随后经煅烧、冷却和过筛，得到掺杂型核壳结构无钴单晶正极材料。

2.根据权利要求1所述无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源为氢氧化锂。

3.根据权利要求1所述无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂M和掺杂剂N分别为Ti、W、Zr、Ta、Nb、Sr对应的氧化物、氢氧化物中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述Ni-Mn基前驱体与锂源的摩尔比为1：(1.01～1.08)，所述Ni-Mn基前驱体与掺杂剂M的摩尔比为1：(0.001～0.01)。

5.根据权利要求3所述无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，Ni-Al基前驱体与锂源的摩尔比为1：(1.01～1.08)，所述Ni-Al基前驱体与掺杂剂N的摩尔比为1：(0.001～0.01)。

6.根据权利要求1所述无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述退火条件为：在氧气或空气条件下，以2～10℃/min的升温速率升温至450～800℃焙烧3～10h，继续以2～10℃/min的升温速率升温至800～1200℃焙烧8～24h。

7.根据权利要求1所述无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂型Ni-Al基壳层材料与掺杂型Ni-Mn基核层材料的质量比为(0.01～0.2):1。

8.根据权利要求1所述无钴单晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的条件为：在氧气或空气条件下，以2～10℃/min的升温速率升温至600～1200℃焙烧4～12h。

9.一种无钴单晶正极材料，所述无钴单晶正极材料通过权利要求1～8中任一项所述无钴单晶正极材料的制备方法得到。

10.一种无钴单晶正极材料的应用，所述无钴单晶正极材料用于制备锂离子电池；所述无钴单晶正极材料通过权利要求1～8中任一项所述无钴单晶正极材料的制备方法得到。