[發明專利]正極活性材料、正極極片及電化學儲能裝置

有效

• 申請號: 202110077988.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN112909238B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 杜銳;劉勇超;沈重亨;王嗣慧;柳娜
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/36;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 娜拉

本申請提供了一種正極活性材料、正極極片及電化學儲能裝置。所述正極活性材料為Li_xNi_yCo_zM_kMe_pO_rA_m或表面設置有包覆層的Li_xNi_yCo_zM_kMe_pO_rA_m，所述正極活性材料為單晶或類單晶顆粒，且所述正極活性材料的粒徑D_n10滿足：0.3μm≤D_n10≤2μm。正極活性材料的理論比表面積BET₁與正極活性材料的真實比表面積BET₂滿足：0.3≤(BET₂?BET₁)/BET₁≤5.5；其中，BET₁＝6/(ρ×D_v50)。本申請通過合理控制正極活性材料的顆粒形貌以及正極活性材料中微粉的數量，有效減少了正極活性材料與電解液的副反應，降低了電化學儲能裝置產氣量，且能在改善電化學儲能裝置存儲性能的同時不惡化電化學儲能裝置的能量密度、循環性能和倍率性能。

技術領域

本申請涉及儲能裝置技術領域，尤其涉及一種正極活性材料、正極極片及電化學儲能裝置。

背景技術

隨著能源危機以及環境問題的不斷升級，開發新型綠色能源已迫在眉睫。鋰離子電池由于具有比能量高、應用溫度范圍寬、自放電率低、循環壽命長、安全性能好、無污染等優點，已被廣泛應用于各個領域中，同時以鋰離子電池為能源系統的新能源汽車取代傳統內燃機車也已在世界各地逐步得到嘗試。然而目前常用的正極活性材料，例如：磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、低鎳三元材料(LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)等，由于受到材料本身的性質局限，不能完全滿足鋰離子電池對能量密度的需求，而提高三元材料的鎳含量可以提升鋰離子電池的能量密度，因此高鎳三元材料是目前鋰離子電池正極活性材料的主要研究對象之一。但是，隨著鎳含量的增加，三元材料與電解液的副反應也明顯加劇，從而會導致鋰離子電池產氣嚴重，這是目前高鎳三元材料量產商業化的最大瓶頸之一。

目前在材料層面，改善鋰離子電池產氣問題的手段主要包括降低三元材料中鎳元素的含量、水洗等方式降低正極活性材料表面的殘鋰含量，然而上述方法均會導致對鋰離子電池性能不同程度的破壞，例如，鋰離子電池的可逆克容量降低、循環性能變差等。

因此需要有效的技術手段使鋰離子電池具有較高的能量密度以滿足越來越來越嚴格的應用需求，同時降低鋰離子電池的產氣量，改善鋰離子電池的存儲性能。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本申請的目的在于提供一種正極活性材料、正極極片及電化學儲能裝置，其能有效減少正極活性材料與電解液的副反應，降低電化學儲能裝置產氣量，且能在改善電化學儲能裝置存儲性能的同時不惡化電化學儲能裝置的能量密度、循環性能和倍率性能。