(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111575361.5 (22)申请日 2021.12.2 2 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113964326 A (43)申请公布日 2022.01.21 (73)专利权人 蜂巢能源科技股份有限公司 地址 213200 江苏省常州市金坛区鑫 城大 道8899号 (72)发明人 乔齐齐　李子郯　杨红新　王鹏飞　 施泽涛　郭丰　 (74)专利代理 机构 北京远智汇知识产权代理有 限公司 1 1659 代理人 牛海燕 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01)H01M 4/131(2010.01) H01M 4/1391(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) 审查员 杜婷 (54)发明名称 一种改性无钴正极极片及其制备方法和应 用 (57)摘要 本发明提供了一种改性无钴正极极片及其 制备方法和应用， 所述改性无钴正极极片表面设 置有碳涂层， 本发明在无钴正极极片表面设置碳 涂层， 可以明显提高无钴正极极片的容量保持 率， 并降低无钴正极 极片的DCR。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 113964326 B 2022.03.22 CN 113964326 B 1.一种改性无钴正极极片， 其特征在于， 所述改性无钴正极极片表面设置有碳涂层， 所 述碳涂层的面密度、 碳涂层的厚度、 正极活性物质的比表面积和 正极活性物质的平均粒径 满足如下关系式： 5.2< a×b2×c/d2<28.5， 其中， a为碳涂层的面密度， 单位为mg/cm2， b为碳 涂层的厚度， 单位为μm， c为正极活性物质的比表面积， 单位为cm2/mg， d为正极活性物质的 平均粒径， 单位 为 μm。 2.如权利要求1所述的改性无钴正极极片， 其特征在于， 所述无钴正极极片的无钴正极 材料层包括正极活性物质， 所述碳涂层的碳材料包括石墨、 石墨烯、 碳纳米管或导电炭黑 Super‑P中的任意 一种或至少两种的组合。 3.如权利要求2所述的改性无钴正极极片， 其特征在于， 所述碳涂层的面密度为0.5~ 2mg/cm2， 所述碳涂层的厚度为2~10 μm， 所述正极活性物质的比表面积为5~15cm2/mg， 所述正 极活性物质的平均粒径为1~5 μm。 4.一种如权利要求1 ‑3任一项所述改性无钴正极极片的制备方法， 其特征在于， 所述制 备方法包括以下步骤： （1） 将无钴正极材料、 导电剂、 粘结剂和溶剂混合， 得到正极浆料， 将所述正极浆料涂覆 在集流体上， 经一次烘干处 理得到正极 极片； （2） 将碳 浆料涂布在所述 正极极片上经二次烘干得到所述改性无钴正极 极片。 5.如权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1） 所述无钴正极材料、 导电剂和粘 结剂的质量比为(95~98): (2~3):(1~2)。 6.如权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1） 所述一次烘干处理的装置包括 连续式烘箱， 所述一次烘干处理包括一步烘干、 二步烘干和三步烘干， 所述一步烘干的温度 为80~90℃， 所述 二步烘干的温度为90~100℃， 所述 三步烘干的温度为80~90℃。 7.如权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （2） 所述碳浆料中碳材料和无钴正 极材料的质量比为(0.8~1.2):100， 所述碳浆料的固含量为3~5%， 所述碳浆料的涂覆厚度为 1~5 μm。 8.如权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （2） 所述二次烘干处理的装置包括 连续式烘箱， 所述二次烘干处理包括一步烘干、 二步烘干和三步烘干， 所述一步烘干的温度 为80~90℃， 所述 二步烘干的温度为90~100℃， 所述 三步烘干的温度为80~90℃。 9.一种无钴电池， 其特征在于， 所述无钴电池包含如权利要求1 ‑3任一项所述的改性无 钴正极极片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113964326 B 2一种改性无钴正极 极片及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池技术领域， 涉及一种改性无钴正极极片及其制备方法和应 用。 背景技术 [0002]在当前的正极材料中， 三元正极因具有较高的容量、 电压、 循环稳定性而得到广泛 应用。 然而， 三元正极材料因具有一定量的钴元素而使其价格较高。 因此， 需要降低钴含量 来减少正极材料的成本。 无钴层状正极LiNixMn1‑xO2因具有成本低的优势而得到关注， 同时 对应的无钴电池也正在走向实用化。 但无钴电池存在倍率性能差、 功 率性能差、 D CR （直流内 阻） 高等问题。 传统的三元正极材料包覆 碳技术不成熟， 主要原因为目前包覆 二烧时采用的 气氛为空气或者O2， 包覆的碳会直接变成CO2挥发。 如果在匀浆时加入更多的导电剂碳， 会降 低活性物质 质量， 进而降低电池能量密度。 [0003]CN112909242A公开了一种无钴正极材料及其制备方法和应用， 其通过将两种类型 的前驱体混料后混合进行烧结， 利用氧化物前驱体合成材料粒径大的特点来促进 氢氧化物 前驱体合成材 料颗粒的增长 。 [0004]CN113060775A公开了一种无钴正极材料及其制备方法和应用， 其在 基体材料表面 包覆改性后的钛 酸锂包覆剂， 提高了材 料的导电性能。 [0005]上述方案存在有制得无钴电池的DCR高或功率性能差的问题， 因此， 开发一种DCR 低且功率 性能和倍 率性能好的无钴电池用正极 极片是十分必要的。 发明内容 [0006]本发明的目的在于提供一种改性无钴正极极片及 其制备方法和应用， 本发明在无 钴正极极片表面设置碳涂层， 可以明显提高无钴正极极片的容量保持率， 并降低无钴正极 极片的DCR。 [0007]为达到此发明目的， 本发明采用以下技 术方案： [0008]第一方面， 本发明提供了一种改性无钴正极极片， 所述改性无钴正极极片表面设 置有碳涂层。 [0009]本发明在正极极片的无钴正极材料层上设置碳涂层， 无钴正极材料因缺少Co而导 致倍率性能差， 碳是一种良好的电子导体， 涂覆在无钴正极 极片可以提高其 导电性。 [0010]优选地， 所述无钴正极 极片的无钴正极材 料层包括 正极活性物质。 [0011]优选地， 所述碳涂层的碳材料包括石墨、 石墨烯、 碳纳米管或导电炭黑Super ‑P中 的任意一种或至少两种的组合。 [0012]优选地， 所述碳涂层的面密度为0.5~2mg/cm2， 例如： 0.5  mg/cm2、 0.8 mg/cm2、 1  mg/cm2、 1.5 mg/cm2或2 mg/cm2等。 [0013]优选地， 所述 碳涂层的厚度为2~10 μm， 例如： 2 μm、 4 μm、 6 μm、 8 μm或10 μm等。 [0014]优选地， 所述正极活性物质的比表面积为5~15cm2/mg， 例如： 5  cm2/mg、 8 cm2/mg、说　明　书 1/5 页 3 CN 113964326 B 3