[发明专利]一种无钴正极材料及其应用

权利要求书

1.一种无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料的1/3C克容量可达173.4mAh/g以上，循环1000圈后的容量保持率可达93.4％以上，所述无钴正极材料由X射线衍射法得到的不同晶向的微晶尺寸满足：1≤C₀₀₃/C₁₀₁≤1.2，1≤C₀₀₃/C₁₀₄≤1.18，1≤C₀₀₃/C₁₀₅≤1.2，1≤C₀₀₃/C₁₀₇≤1.2；其中，C_x为由x特征衍射峰计算得到的微晶尺寸的表达式；

由101特征衍射峰计算得到的微晶尺寸为

由104特征衍射峰得到的微晶尺寸为

由107特征衍射峰得到的微晶尺寸为

所述无钴正极材料通过下述方法制备得到，所述方法包括以下步骤：

(1)将前驱体Ni_xMn_y(OH)₂、锂盐、掺杂剂以3000r/min的转速进行干法混合20min，将干法混合后的材料在氧气气氛条件下，在800～1000℃下进行一次烧结10h，得到正极材料的一烧物料；

其中，所述前驱体Ni_xMn_y(OH)₂中，0.5＜x＜1，0＜y＜0.5，x+y＝1；所述掺杂剂包括ZrO₂或WO₃；所述前驱体Ni_xMn_y(OH)₂与锂盐的摩尔比为1:1.02～1:1.15；所述掺杂剂与前驱体Ni_xMn_y(OH)₂的质量比为0.003:1；

(2)将Al₂O₃和步骤(1)所述正极材料的一烧物料以0.002:1的质量比在2000r/min的转速下进行干法混合20min；将干法混合后的材料在氧气气氛条件下，在700℃下进行二次烧结5h，得到所述正极材料，所述正极材料中，Li元素、Ni元素和Mn元素满足摩尔比a：x：y，其中，1＜a＜1.2，0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＝1。

2.根据权利要求1所述的无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料的晶体结构为空间群R-3m。

3.根据权利要求1所述的无钴正极材料，其特征在于，由003特征衍射峰计算得到的微晶尺寸为

4.根据权利要求1所述的无钴正极材料，其特征在于，由105特征衍射峰得到的微晶尺寸为

5.根据权利要求1所述的无钴正极材料，其特征在于，所述X射线衍射法的测试条件包括：管压40KV，管流200uA，Cu靶，衍射宽度满足DS＝SS＝1°，RS＝0.3mm，扫描速度2d/min，扫描范围10°～100°；所述DS为限高狭缝，SS为防散射狭缝，RS为接收狭缝。

6.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1-5任一项所述的无钴正极材料。