[發明專利]一種正極活性材料及包含其的電化學裝置

有效

• 申請號: 202010511491.1
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN113839012B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 吳霞
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 蕭輔寬

1.一種正極活性材料，其包含具有P6₃mc結構的化合物，其中，在所述正極活性材料的XRD圖譜中，所述具有P6₃mc結構的化合物的(002)晶面位于17.5°-19°之間，其半峰寬在0.05-0.1之間，其中：

所述具有P6₃mc結構的化合物的平均粒徑為8μm-30μm；

所述具有P6₃mc結構的化合物的振實密度為2.2g/cm³-3 g/cm³；

所述具有P6₃mc結構的化合物的顆粒存在孔洞；

所述具有P6₃mc結構的化合物的顆粒內部存在縫隙。

2.根據權利要求1所述的正極活性材料，其中在所述正極活性材料的DSC圖譜中，所述具有P6₃mc結構的化合物在250℃-400℃之間存在一個放熱峰，所述放熱峰的半峰寬在15℃-40℃之間。

3.根據權利要求1所述的正極活性材料，其中所述具有P6₃mc結構的化合物包含Li_xNa_zCo_1-yM_yO₂，其中0.6x0.85，0≤y0.15，0≤z0.03，M選自由Al、Mg、Ti、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Nb、Cr和Zr組成的群組中的至少一者。

4.一種電化學裝置，所述電化學裝置包含正極極片，所述正極極片包含正極集流體和設置于所述正極集流體的至少一個表面上的正極活性層，所述正極活性層包含根據權利要求1-3中任一項所述的正極活性材料。

5.根據權利要求4所述的電化學裝置，其中所述正極活性層進一步包括第二正極活性材料，所述第二正極活性材料選自由R-3m結構的Li_1±bCo_1-aR_aO₂、鎳鈷錳三元材料、富鋰錳基或錳酸鋰組成的群組，其中0≤b0.1，0≤a0.1，且其中R選自由Al、Mg、Ti、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Nb、Cr和Zr組成的群組中的至少一者。

6.根據權利要求5所述的電化學裝置，其中所述正極活性層包含第一層和第二層，其中所述第二層位于所述集流體和所述第一層之間，且其中所述第一層包括所述正極活性材料。

7.根據權利要求6所述的電化學裝置，其中所述第二層包括所述第二正極活性材料，且所述第二層的壓實密度為4.1g/cm³-4.35g/cm³。

8.根據權利要求6所述的電化學裝置，其中所述第一層與所述第二層的厚度的比值為0.1-2。

9.根據權利要求4所述的電化學裝置，其中所述正極活性層的壓實密度為4.0g/cm³-4.5g/cm³。

10.根據權利要求4所述的電化學裝置，所述電化學裝置滿足條件(a)至(c)中的至少一者：

(a)放電克容量不低于180mAh/g時，在4.8V電壓和0.5C倍率下循環20圈，循環前后所述正極活性材料的顆粒開裂增長率不高于5％；

(b)放電克容量不低于180mAh/g時，在4.8V電壓和0.5C倍率下循環20圈，循環前后所述正極活性材料平均每圈循環的直流內阻DCR增長率低于2％；

(c)所述電化學裝置進一步包含負極極片，所述負極極片包含負極集流體和設置于所述負極集流體的至少一個表面上的負極活性層，在放電克容量不低于180mAh/g時，在4.8V電壓和0.5C倍率下循環20圈，平均每圈循環在所述負極活性層表面的Co堆積濃度增量為R，其中R≤5ppm。