[发明专利]碳包覆的镍锰二元无钴正极材料、其制备方法及锂离子电池有效
| 申请号： | 202110877955.5 | 申请日： | 2021-07-30 |
| 公开（公告）号： | CN113666432B | 公开（公告）日： | 2022-12-09 |
| 发明（设计）人： | 任海朋;崔军燕;陈婷婷;李嘉俊;杨红新;李子郯;江卫军;王涛 | 申请（专利权）人： | 蜂巢能源科技有限公司 |
| 主分类号： | C01G53/00 | 分类号： | C01G53/00;C01B32/05;C01B32/184;C01B32/19;C01B32/198;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 | 代理人： | 张美月 |
| 地址： | 213200 江苏*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 碳包覆 二元 正极 材料 制备 方法 锂离子电池 | ||
1.一种碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法包括：
使离子置换基体、石墨烯和溶剂进行溶剂热反应，所述离子置换基体采用通式MOn和/或M(OH)n，得到含有氢氧化物/石墨烯复合材料的溶液，所述氢氧化物的Ksp为（1×10-40）～（1×10-11），其中，所述M选自第IIA族、第IIIA族、第IVA族、第IIIB族、第IVB族、第VIB族、第VIIB族或第VIII族，n为2～4；
使镍锰二元无钴正极材料与含有氢氧化物/石墨烯复合材料的溶液中的M元素进行离子交换，得到碳包覆的镍锰二元无钴正极材料。
2.根据权利要求1所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述M元素选自Al、Zr、Sr、Ti、Zn、Y、Mg、B、Co或Mn。
3.根据权利要求1或2所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化物、所述石墨烯及所述溶剂的重量比为（50～5000）:1:（100~10000）。
4.根据权利要求3所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化物、所述石墨烯及所述溶剂的重量比为（100～500）:1:1000。
5.根据权利要求3所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自水和/或醇类化合物。
6.根据权利要求1所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的反应温度为150～250℃，反应时间为10～18h，反应压力为0.5～1.2MPa。
7.根据权利要求1、2及6中任一项所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化物与所述镍锰二元无钴正极材料的摩尔比为1:（1～1.05）。
8.根据权利要求1所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述离子交换的时间为2～6h。
9.根据权利要求1所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍锰二元无钴正极材料的化学式为LiNixMn1-xO2，0.6≤x≤0.90。
10.一种碳包覆的镍锰二元无钴正极材料，其特征在于，所述碳包覆的镍锰二元无钴正极材料由权利要求1至9中任一项所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的制备方法制得，且所述碳包覆的镍锰二元无钴正极材料的化学式为LiNixMn1-xO2@C，其中0.60≤x≤0.90。
11.根据权利要求10所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料，其特征在于，所述碳包覆的镍锰二元无钴正极材料含有碳包覆层，且碳包覆量为1～5wt%，所述碳包覆层的厚度为2～10nm。
12.一种锂离子电池，包括正极、负极、设置于正极和负极之间的隔膜、以及电解液，其特征在于，所述正极包含权利要求10或11所述的碳包覆的镍锰二元无钴正极材料。
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