CN114744181A - 一种无钴正极材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种无钴正极材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种无钴正极材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将锂源和无钴前驱体混合后经烧结处理得到一烧材料；(2)将金属基有机物和有机溶剂混合，经微波处理后进行离心处理，取离心处理得到的沉淀物与溶剂得到金属有机物前驱体溶液；(3)将步骤(1)得到的一烧材料和步骤(2)得到的金属有机物前驱体溶液混合得到混合溶液，对所述混合溶液进行离心处理，经烧结处理得到所述无钴正极材料，本发明通过简单的湿法包覆即可制得粒径均一、包覆效果好的无钴正极材料，制得无钴正极材料的性能相较于传统无钴正极材料得到明显提升。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种无钴正极材料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，动力电池市场的发展进入快车道，锂离子二次电池作为一种目前最为合理储能介质，其需求量爆发式增长，随着产能的不断提升，正极材料的需求量不断增加，以镍、钴、锰为首的三种金属，作为当下正极材料最主流的元素，价格飞速增涨，特别是钴元素，其价格从2018年1月到2022年1月价格上升近两倍，导致电池价格也日益攀升，因此，开发无钴正极材料表现出强大的应用前景。
值得注意的是，具有相同Ni含量的镍锰酸锂(NM)和镍钴锰酸锂(NCM)正极在0.1C下放电容量相当，与此同时，NM正极相对于NCM表现出更好的循环稳定性和热稳定性。因此开发NM正极能够替代NCM正极，目前无钴正极材料的开发由于Co元素的剔除导致导电化学性下降，合理正极材料合成工艺能够改善正极材料的电化学性能，另一方面，合理的正极极片设计能够使得无钴NM电池发挥出与同等NCM电池相当的电化学性能。
CN113903895A公开了一种无钴正极材料的包覆方法、无钴正极材料和锂离子电池。所述方法包括：1)将金属氧化物和硼酸进行机械融合，得到复合包覆剂；2)将无钴正极材料和所述的复合包覆剂混合，煅烧，得到包覆后的无钴正极材料。
CN111599999A公开了一种无钴正极材料、其制备方法及锂离子电池。该制备方法包括：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；使烧结产物破碎至1～2μm，得到无钴单晶材料；及将无钴单晶材料、硼包覆剂及碳包覆剂进行第二烧结处理，得到无钴正极材料。
上述方案采用固相混合方法对无钴正极材料进行包覆处理，制得无钴正极材料存在有形状不均一，容量低，循环性能差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无钴正极材料及其制备方法和应用，本发明通过简单的湿法包覆即可制得粒径均一、包覆效果好的无钴正极材料，制得无钴正极材料的性能相较于传统无钴正极材料得到明显提升。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种无钴正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将锂源和无钴前驱体混合后经一步烧结处理得到一烧材料；
(2)将金属基有机物和第一溶剂混合，经微波处理后进行离心处理，取离心处理得到的沉淀物与第二溶剂得到金属有机物前驱体溶液；
(3)将步骤(1)得到的一烧材料和步骤(2)得到的金属有机物前驱体溶液混合得到混合溶液，对所述混合溶液进行离心处理，经二步烧结处理得到所述无钴正极材料。
本发明采用湿法包覆对无钴正极材料表面包覆金属氧化物包覆层，包覆层表面覆盖率高，制得无钴正极材料的效果好，制得无钴正极材料颗粒形状均匀，相较于传统干法包覆制得的不规则无钴正极材料颗粒，材料的容量和循环均有明显提升。
优选地，步骤(1)所述锂源包括碳酸锂和/或氢氧化锂。
优选地，所述无钴前驱体的化学式为Ni0.55+aMn0.45-a(OH)2，其中，0＜a≤0.25，例如：0.1、0.15、0.2、0.22或0.25等。
优选地，步骤(1)所述一步烧结处理的温度为850～1000℃，例如：850℃、880℃、900℃、950℃或1000℃等。
优选地，所述一步烧结处理的时间为8～12h，例如：8h、9h、10h、11h或12h等。
优选地，所述混合的过程中加入掺杂剂。
优选地，所述掺杂剂包括ZrO2、Al2O3、Ta2O5、MoO3、SiO2、Y2O5、MgO、TiO2、WO3、Nb2O5或SrCO3中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述掺杂剂的掺杂量为1000～3000ppm，例如：1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm或3000ppm等。
优选地，所述一烧材料的一次颗粒平均形状角P为30～80°，例如：30°、40°、50°、60°、70°或80°等，其中平均形状角为30～80°的正极颗粒数量占正极总数量的50～80％。
所述形状角P为正极颗粒表面任意一点a指向质心的径向向量与该点法向向量的夹角。
优选地，所述一烧材料的二次颗粒团聚体平均形状角为P为30～80°，例如：30°、40°、50°、60°、70°或80°等，其中平均形状角为30～80°的正极颗粒数量占正极总数量的50～80％，例如：50％、55％、60％、70％或80％等。
优选地，所述无钴前驱体的平均形状角为0～3°，例如：0°、0.5°、1°、2°或3°等。
优选地，步骤(2)所述金属基有机物包括异丙醇钛、异丙醇锆、异丙醇钼、异丙醇镁、异丙醇钇、正丁醇钛、正丁醇锆、正丁醇镁、正丁醇钇、正丁醇、钼基醇盐、锆基醇盐、镁基醇盐或钇基醇盐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述第一溶剂包括苯甲醇、乙醇、甲醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述混合后金属基有机物的浓度为1～2mol/L，例如：1mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L、1.8mol/L或2mol/L等。
优选地，步骤(2)所述微波处理的温度为250～400℃，例如：250℃、280℃、300℃、350℃或400℃等。
优选地，所述微波处理的时间为2～8h，例如：2h、3h、4h、5h、6h、7h或8h等。
优选地，所述第二溶剂包括氯仿。
优选地，所述金属有机物前驱体溶液中金属有机物前驱体的质量浓度为1～3g/mL，例如：1g/mL、1.5g/mL、2g/mL、2.5g/mL或3g/mL等。
优选地，步骤(3)所述混合溶液中一烧材料的浓度为0.5～1mol/L，例如：0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1mol/L等。
优选地，所述离心处理后进行洗涤和干燥处理。
优选地，所述洗涤的洗涤剂包括乙醇。
优选地，所述干燥的温度为90～120℃，例如：90℃、95℃、100℃、110℃或120℃等。
优选地，步骤(3)所述二步烧结处理的温度为500～800℃，例如：500℃、550℃、600℃、700℃或800℃等。
优选地，所述二步烧结处理的时间为5～10h，例如：5h、6h、7h、8h、9h或10h等。
第二方面，本发明提供了一种无钴正极材料，所述无钴正极材料通过如第一方面所述方法制得，所述无钴正极材料包括无钴内核和包覆在无钴内核表面的金属氧化物包覆层，所述无钴正极材料的表面金属氧化物覆盖率为90～100％，例如：90％、92％、95％、98％或100％等。
第三方面，本发明提供了一种正极极片，所述正极极片包含如第二方面所述的无钴正极材料、导电剂和粘结剂，以所述正极极片的活性物质层的质量为100％计，所述无钴正极材料的质量占比为90～96％，例如：90％、91％、92％、93％、94％或96％等，所述导电剂的质量占比为2～5％，例如：2％、2.5％、3％、4％或5％等，所述粘结剂的质量占比为2～5％，例如：2％、2.5％、3％、4％或5％等。
优选地，所述正极极片与无钴正极正极材料屈服强度比为(0.65～0.8):1，例如：0.65:1、0.7:1、0.75:1、0.78:1或0.8:1等。
本发明设计的无钴正极颗粒与正极极片最佳强度比，即保证了后续电池能量密度的提升又保证正极颗粒在辊压过程中结构不会被破坏。
优选地，所述正极极片的集流体包括Al箔、Ta箔、Au箔、Pt箔或高分子导电薄膜中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述正极极片与电解液的接触角为40～60°，例如：40°、45°、50°、55°或60°等。
优选地，所述正极极片和电解液接触角与无钴正极材料和电解液接触角的比值为(0.5～0.8):1，例如：0.5:1、0.6:1、0.65:1、0.7:1、0.75:1、0.78:1或0.8:1等。
本发明设计合适电解液与正极极片的润湿角既保证电解液与正极极片表面的动力学传输过程，又降低了电解液对正极材料的过度渗透从而造成在后续电池循环导致的结构破坏。
优选地，所述正极极片中粘结剂和无钴正极材料的附着功Fb为50～70mN/m，例如：50mN/m、55mN/m、60mN/m、65mN/m或70mN/m等。
优选地，所述正极极片中粘结剂和导电剂的附着功Fsb为60～80mN/m，例如：60mN/m、65mN/m、70mN/m、75mN/m或80mN/m等。
优选地，所述正极极片中导电剂之间的附着功Fsc为50～70mN/m，例如：50mN/m、55mN/m、60mN/m、65mN/m或70mN/m等。
优选地，所述正极极片中导电剂和无钴正极材料的附着功Fs为50～60mN/m，例如：50mN/m、52mN/m、55mN/m、58mN/m或60mN/m等。
优选地，Fs/Fb＝Oa＝1.2～1.5，例如：1.2、1.3、1.4或1.5等。
优选地，Fsc/Fsb＝Ob＝2～2.5，例如：2、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5等。
本发明设计合适导电剂，粘结剂与正极材料附着功，保证粘结剂与正极材料和导电剂和正极材料的均匀分布，同时建立最佳的锂离子传输通道，另一方面，使得所设计的导电剂能够均匀分布到正极材料表面，提高整个正极极片的导电性。
第四方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包含如第三方面所述的正极极片
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用湿法包覆对无钴正极材料表面包覆金属氧化物包覆层，包覆层表面覆盖率高，制得无钴正极材料的效果好，制得无钴正极材料颗粒形状均匀，相较于传统干法包覆制得的不规则无钴正极材料颗粒，材料的容量和循环均有明显提升。
(2)本发明设计合适电解液与正极极片的润湿角既保证电解液与正极极片表面的动力学传输过程，又降低了电解液对正极材料的过度渗透从而造成在后续电池循环导致的结构破坏。
(3)本发明设计合适导电剂，粘结剂与正极材料附着功，保证粘结剂与正极材料和导电剂和正极材料的均匀分布，同时建立最佳的锂离子传输通道，另一方面，使得所设计的导电剂能够均匀分布到正极材料表面，提高整个正极极片的导电性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种无钴正极材料，所述无钴正极材料的制备方法如下：
(1)将锂盐Li2CO3和无钴前驱体Ni0.56Mn0.44(OH)2和掺杂剂ZrO2用手持式搅拌机均匀混合后，在985℃烧结10h，降温冷却后进行超离心研磨过筛，得到一烧材料；
(2)将异丙醇锆和苯甲醇均匀混合浓度为2M后放入到微波合成系统中在380℃，保温5h，取烧结完成的液体放入到离心机当中，取离心后的沉淀物用乙醚洗涤3次以上，放入含有机溶剂氯仿当中，配置成均匀分散的金属有机物前驱体溶液；
(3)将步骤(1)得到的一烧材料和步骤(2)得到的金属有机物前驱体溶液混合得到混合溶液，一烧材料在溶液中的浓度为0.5M，其中，所述一烧材料的一次颗粒平均形状角为60°且平均形状角为60°颗粒数量占总颗粒数量80％，二次颗粒平均形状角为40°且平均形状角为40°颗粒数量占总颗粒数量80％，放入超声器当中超声30min。将超声后的溶液离心后得到沉淀，用乙醇洗涤后放入100℃的干燥箱中干燥12h，放入到箱式气氛炉当中在700℃下烧结5h，取烧结后的物料过筛后既得本发明所述无钴正极材料，金属氧化物表面覆盖率为90％。
实施例2
本实施例与实施例1区别仅在于，所述无钴前驱体为Ni0.65Mn0.35(OH)2，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例3
本实施例与实施例1区别仅在于，所述锂盐为LiOH，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例4
本实施例与实施例1区别仅在于，步骤(1)所述烧结温度为1000℃，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例5
本实施例与实施例1区别仅在于，将步骤(2)使用的异丙醇锆换为正丁醇钛，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例6
本实施例与实施例1区别仅在于，将步骤(2)使用的苯甲醇换为丙醇，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例7
本实施例与实施例1区别仅在于，步骤(3)烧结的温度为500℃，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例8
本实施例与实施例1区别仅在于，步骤(2)微波处理的温度为500℃，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例9
本实施例与实施例1区别仅在于，步骤(3)所述一烧材料的一次颗粒平均形状角为20°且平均形状角为20°颗粒数量占总颗粒数量80％，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例10
本实施例与实施例1区别仅在于，步骤(3)所述一烧材料的一次颗粒平均形状角为80°且平均形状角为20°颗粒数量占总颗粒数量80％，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例11
本实施例与实施例1区别仅在于，步骤(2)所述异丙醇锆在苯甲醇溶液中的浓度为0.5mol/L，其他条件与参数与实施例1完全相同。
实施例12
本实施例与实施例1区别仅在于，步骤(3)所述一烧材料在混合溶液中的浓度为2mol/L，其他条件与参数与实施例1完全相同。
对比例1
本对比例与实施例1区别仅在于，直接使用步骤(1)制得的一烧材料作为无钴正极材料。
对比例2
本对比例与实施例1区别仅在于，将微波处理换为常规的热处理，其他条件与参数与实施例1完全相同。
应用例1
本应用例采用实施例1所述无钴正极材料和粘结剂按照质量比为96：2：2合均匀涂敷在Al箔上，经过辊压后制备成正极极片，辊压后的极片与正极颗粒屈服强度比为0.7，电解液与极片的润湿角为45℃，正极极片的Oa值为1.25，Ob值为2.4，后续以金属锂为负极，装配成半电池。
应用例2
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例2制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例3
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例3制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例4
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例4制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例5
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例5制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例6
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例6制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例7
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例7制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例8
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例8制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例9
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例9制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例10
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例10制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例11
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例11制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例12
本应用例与应用例1区别仅在于，将无钴正极材料换为实施例12制得的无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例13
本应用例与应用例1区别仅在于，正极极片与正极颗粒的屈服强度比为0.5，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例14
本应用例与应用例1区别仅在于，正极极片与正极颗粒的屈服强度比为0.85，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例15
本应用例与应用例1区别仅在于，正极极片与电解液的润湿角为10°，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例16
本应用例与应用例1区别仅在于，正极极片与电解液的润湿角为70°，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例17
本应用例与应用例1区别仅在于，Oa值为1.0，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例18
本应用例与应用例1区别仅在于，Oa值为1.8，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例19
本应用例与应用例1区别仅在于，Ob值为1.5，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用例20
本应用例与应用例1区别仅在于，Ob值为3.0，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用对比例1
本应用对比例与应用例1区别仅在于，使用对比例1制得无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
应用对比例2
本应用对比例与应用例1区别仅在于，使用对比例2制得无钴正极材料，其他条件与参数与应用例1完全相同。
性能测试：
取应用例1-20和应用对比例1-2得到的电池进行电学性能测试(充电截至电压为4.5V，放电截至电压为3.0V，标称克容量为200mAh/g)，测试结果如表1所示：
表1
由实施例1-7与实施例8对比可以看出当异丙醇锆在微波合成中温度过高会造成局部键合断裂不能在后期形成均匀分散体有效的包覆在正极材料表面，从而导致首效和循环性能下降。
由实施例1-7与实施例9对比可以看出颗粒平均形状角低，颗粒趋于球形化颗粒偏大导致锂离子迁移困难首效偏低，内阻增大。
由实施例1-7与实施例10对比可以看出颗粒平均形状角低，颗粒趋于扁平化颗粒，在辊压过程中由于法向和径向受力不均匀导致颗粒破碎，从导致循环性能下降。
由实施例1-7与实施例11对比可以看有机金属盐溶液合成浓度低无法形成较良好包覆剂前驱体，从而导致后续合成的正极材料内阻增大，首效偏低，与实施例12对比可以出无钴正极材料在包覆前驱体溶液中浓度过高，无法形成均匀包覆，导致金属氧化物在正极材料表面覆盖率低。
由实施例1和对比例1对比可得，本发明采用湿法包覆对无钴正极材料表面包覆金属氧化物包覆层，包覆层表面覆盖率高，制得无钴正极材料的效果好。
由实施例1和对比例2对比可得，本发明在步骤(2)采用微波处理，微波合成的正极材料颗粒均匀晶体稳定性强，相比与传统的合成方法微波合成正极材料结晶高，从而微波合成的正极材料首效和循环高。
由应用例1与应用例13对比可以看出正极极片与正极颗粒的屈服强度比低于合理范围值，正极极片孔隙率高，导致容量难以发挥，从而导致首效偏低，内阻增大，与应用例14可以看出屈服强度比高于合理范围值，从而到极片制造过程存在小颗粒，从而导致后期电池循环结构破坏，从而导致电池循环性能下降。
由应用例1与应用例15对比可以看出当正极极片与电解液的润湿角偏低，电解液与正极颗粒接触面积过大，从而导致电池循环过程正极体积膨胀增大，从而导致循环变差，与应用例16对比可以看出电解液与正极极片的润湿角偏低，电解液与正极材料界面内阻增大，锂离子传输困难，从而导致电池内阻增加。
由应用例1与应用例17对比可以看出正极极片Qa值过低导致粘结剂与正极材料的接触面增大，导电剂颗粒无法在正极材料均匀分布，从而内阻增大，与应用例18对比可以看出Qa值过高，导致导电剂在正极材料表面堆积过厚，从而导致容量难以发挥。
由应用例1与应用例19对比可以看出正极极片的Qb值过低导电剂在粘结剂中的分散性变差，从而导致与正极材料契合度降低从而使得锂离子传输通道受阻，从而导致内阻增大，与应用例20对比可以看出正极极片的Qb值过高，导电剂与粘结剂在正极材料分布不均匀，从而导致电池内阻增加，循环变差。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
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)将锂源和无钴前驱体混合后经一步烧结处理得到一烧材料；
(2)将金属基有机物和第一溶剂混合，经微波处理后进行离心处理，取离心处理得到的沉淀物与第二溶剂得到金属有机物前驱体溶液；
(3)将步骤(1)得到的一烧材料和步骤(2)得到的金属有机物前驱体溶液混合得到混合溶液，对所述混合溶液进行离心处理，经二步烧结处理得到所述无钴正极材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂源包括碳酸锂和/或氢氧化锂；
优选地，所述无钴前驱体的化学式为Ni0.55+aMn0.45-a(OH)2，其中，0＜a≤0.25。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一步烧结处理的温度为850～1000℃；
优选地，所述一步烧结处理的时间为8～12h；
优选地，所述混合的过程中加入掺杂剂；
优选地，所述掺杂剂包括ZrO2、Al2O3、Ta2O5、MoO3、SiO2、Y2O5、MgO、TiO2、WO3、Nb2O5或SrCO3中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述掺杂剂的掺杂量为1000～3000ppm；
优选地，所述一烧材料的一次颗粒平均形状角P为30～80°，其中平均形状角为30～80°的正极颗粒数量占正极总数量的50～80％；
优选地，所述一烧材料的二次颗粒团聚体平均形状角为P为30～80°，其中平均形状角为30～80°的正极颗粒数量占正极总数量的50～80％；
优选地，所述无钴前驱体的平均形状角为0～3°。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属基有机物包括异丙醇钛、异丙醇锆、异丙醇钼、异丙醇镁、异丙醇钇、正丁醇钛、正丁醇锆、正丁醇镁、正丁醇钇、正丁醇、钼基醇盐、锆基醇盐、镁基醇盐或钇基醇盐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述第一溶剂包括苯甲醇、乙醇、甲醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述混合后金属基有机物的浓度为1～2mol/L。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述微波处理的温度为250～400℃；
优选地，所述微波处理的时间为2～8h；
优选地，所述第二溶剂包括氯仿；
优选地，所述金属有机物前驱体溶液中金属有机物前驱体的质量浓度为1～3g/mL。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合溶液中一烧材料的浓度为0.5～1mol/L；
优选地，所述离心处理后进行洗涤和干燥处理；
优选地，所述洗涤的洗涤剂包括乙醇；
优选地，步骤(3)所述二步烧结处理的温度为500～800℃；
优选地，所述二步烧结处理的时间为5～10h。
7.一种无钴正极材料，其特征在于，所述无钴正极材料通过如权利要求1-6任一项所述方法制得，所述无钴正极材料包括无钴内核和包覆在无钴内核表面的金属氧化物包覆层，所述无钴正极材料的表面金属氧化物覆盖率为90～100％。
8.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包含如权利要求7所述的无钴正极材料、导电剂和粘结剂，以所述正极极片的活性物质层的质量为100％计，所述无钴正极材料的质量占比为90～96％，所述导电剂的质量占比为2～5％，所述粘结剂的质量占比为2～5％。
9.如权利要求8所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片与无钴正极正极材料屈服强度比为(0.65～0.8):1；
优选地，所述正极极片的集流体包括Al箔、Ta箔、Au箔、Pt箔或高分子导电薄膜中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述正极极片与电解液的接触角为40～60°；
优选地，所述正极极片和电解液接触角与无钴正极材料和电解液接触角的比值为(0.5～0.8):1；
优选地，所述正极极片中粘结剂和无钴正极材料的附着功Fb为50～70mN/m；
优选地，所述正极极片中粘结剂和导电剂的附着功Fsb为60～80mN/m；
优选地，所述正极极片中导电剂之间的附着功Fsc为50～70mN/m；
优选地，所述正极极片中导电剂和无钴正极材料的附着功Fs为50～60mN/m；
优选地，Fs/Fb＝Oa＝1.2～1.5；
优选地，Fsc/Fsb＝Ob＝2～2.5。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。
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- 2022-05-17 CN CN202210539317.7A patent/CN114744181B/zh active Active
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