[发明专利]一种无钴正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将锂源、无钴前驱体、镍源和锰源混合，得到基体材料；

步骤（1）所述混合包括：

（a）将锂源分为第一锂源和第二锂源；

（b）将第一锂源和无钴前驱体以Li/Me的摩尔比为1.05~1.15进行混合，得到第一基体材料；

（c）将第二锂源、镍源和锰源以Li/Me的摩尔比为1.05~1.15进行混合，得到第二基体材料；

（d）将第一基体材料和第二基体材料进行混合，得到基体材料；

（2）将步骤（1）所述基体材料进行一次烧结、二次包覆烧结，得到所述无钴正极材料；

其中，所述无钴前驱体的化学式为Ni_xMn_y(OH)₂，0.4≤x≤0.75，0.25≤y≤0.6，所述镍源包括氧化镍，所述锰源包括二氧化锰、四氧化三锰或氧化锰中的任意一种或至少两种的组合，所述镍源和锰源的摩尔比与无钴前驱体中的镍锰元素的摩尔比保持一致，步骤（2）所述一次烧结的气氛为空气气氛，温度为950~1050℃，时间为8~20h。

2.根据权利要求1所述的无钴正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述基体材料中，Li/Me的摩尔比为1.05~1.15，Me为基体材料中锰元素和镍元素的总和。

3.根据权利要求1所述的无钴正极材料的制备方法，其特征在于，以步骤（1）无钴前驱体、镍源和锰源摩尔量之和为100%计，所述镍源和锰源的总摩尔量为10~30%。

4.根据权利要求1所述的无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源的中值粒径≤8μm，无钴前驱体的中值粒径为1.5~6μm，镍源的中值粒径为3~8μm，锰源的中值粒径为3~8μm。

5.根据权利要求1所述的无钴正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述二次包覆烧结的包覆物包括TiO₂、Al₂O₃、WO₃或H₃BO₃中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1所述的无钴正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述二次包覆烧结的温度为300~800℃，时间为4~7h。

7.一种无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料由权利要求1-6任一项所述的无钴正极材料的制备方法制备得到；

所述无钴正极材料的化学式为Li_mNi_xMn_yO₂，其中，0.4≤x≤0.75，m＞1，0.25≤y≤0.6，且x+y=1。

8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求7所述的无钴正极材料。