[發明專利]正極材料及包含該正極材料的電化學裝置

有效

• 申請號: 202110286034.1
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113078303B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 王凱
• 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;H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/0567
• 代理公司: 北京市競天公誠律師事務所 11770
• 代理人: 徐民

1.一種正極材料，其包括基體、位于所述基體表面的第一材料，所述第一材料包括第一區域和第二區域，所述第一區域具有非單晶結構，所述第二區域包括具有單晶結構的第三區域，所述第二區域在所述基體表面的平均覆蓋度為19％至70％。

2.根據權利要求1所述的正極材料，其中，所述正極材料滿足以下條件的至少一者：

a)所述第一區域和所述第二區域分別位于所述基體的表面；

b)所述第二區域位于所述基體與所述第一區域之間。

3.根據權利要求2所述的正極材料，其中，所述正極材料滿足以下條件的至少一者：

c)所述第一區域以離散的顆粒形態分布；

d)所述第二區域以層狀形態覆蓋所述基體的至少部分表面。

4.根據權利要求1所述的正極材料，其中，所述正極材料滿足以下條件的至少一者：

e)所述第一區域的平均粒徑L滿足：0.1μm≤L≤5μm；

f)所述第一區域的平均粒徑L滿足：L≤0.3D，D為所述基體的粒徑；

g)所述第一區域的長徑比m滿足：m≥1.2；

h)所述第一區域包括元素M1以及元素M2，所述元素M1包括Al、Ti、Ca、Mg、Nb、Y、Zn、La、Ni、Mn、Fe、Zr、Pr、Hf、K、Lu、Ce、B或C中的至少一種，所述元素M2包括O、F、P或N中的至少一種；

i)所述第三區域包括元素M3以及元素M4，所述元素M3包括Al、Ti、Ca、Mg、Nb、Y、Zn、La、Ni、Mn、Fe、Zr、Pr、Hf、K、Lu、Ce、B或C中的至少一種，所述元素M4包括O、F、P或N中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的正極材料，其中，所述正極材料滿足以下條件的至少一者：

j)所述第二區域的平均厚度H滿足：1nm≤H≤20nm；

k)所述第三區域的平均厚度h滿足：h≥0.5nm；

l)所述第二區域在所述基體表面的平均覆蓋度為19％至45％。

6.根據權利要求1所述的正極材料，其中，所述第二區域進一步包括具有非單晶結構的第四區域，所述第四區域位于所述基體與所述第三區域之間。

7.根據權利要求6所述的正極材料，其中，所述正極材料滿足以下條件的至少一者：

m)所述第三區域與所述第四區域的平均厚度比值n滿足：0.7≤n≤1.7；

n)所述第四區域包括固溶體，所述固溶體包括所述第三區域的元素以及所述基體的元素。

8.根據權利要求1所述的正極材料，其中，所述基體包括鋰過渡金屬復合氧化物、鋰過渡金屬磷酸化合物中的至少一種。

9.根據權利要求8所述的正極材料，其中，

所述鋰過渡金屬復合氧化物包括Li_x1Ni_y1Co_z1Mn_kZ_qO_b-aT_a或Li_2±hMn_1-gX_gO_d中的至少一種，其中，Z包括B、Mg、Al、Si、P、S、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、Mo、Ag、W、In、Sn、Pb、Sb或Ce中的至少一種，T為鹵素；X包括Ti、Sn、Ru、Ni、Co和Al中的至少一種；其中，0.2x1≤1.2、0≤y1≤1、0≤z1≤1、0≤k≤1、0≤q≤1、1≤b≤2，且y1、z1、k不同時為0，以及0≤a≤1；0≤h≤1，0≤g≤0.5，2d5；

所述鋰過渡金屬磷酸化合物包括Li_x2R_y2N_z2PO₄，其中，R包括Fe或Mn中的至少一種；N包括Al、Ti、V、Cr、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si中的至少一種；其中，0.6≤x2≤1.2，0.95≤y2≤1，0≤z2≤0.05。