[發明專利]正極材料及使用其的電化學裝置和電子裝置

在審

• 申請號: 202110408252.8
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN113130904A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 張飛;王凱;徐磊敏;王夢
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/131;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 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

本申請涉及一種正極材料及使用其的電化學裝置和電子裝置。具體而言，本申請提供一種正極材料，其中所述正極材料具有層狀結構，所述層狀結構包括含原子簇的條帶狀結構。本申請的正極材料有助于改善電化學裝置在高電壓工作條件下的循環性能和存儲性能。

本申請是申請日為2020年3月11日，申請號為202010163888.6，發明名稱為“正極材料及使用其的電化學裝置和電子裝置”的申請的分案申請。

技術領域

本申請涉及儲能領域，具體涉及一種正極材料及使用其的電化學裝置和電子裝置。

背景技術

電化學裝置(例如，鋰離子電池)由于具有高能量密度、長循環壽命及無記憶效應等優點而被廣泛應用于穿戴設備、智能手機、無人機、電動汽車及大型儲能等設備等領域，已成為當今世界最具發展潛力的新型綠色化學電源。

在高電壓工作條件下，鋰離子電池的正極表面易產生副產物，從而影響鋰離子電池的循環性能。采用傳統的氧化物或氟化物包覆正極表面會減少電極液與正極材料的接觸并阻礙鋰離子的通過，由此對鋰離子電池的性能產生不良影響。

有鑒于此，確有必要提供一種改進的正極材料。

發明內容

本申請通過提供一種具有層狀結構的正極材料以試圖在至少某種程度上解決至少一種存在于相關領域中的問題。

根據本申請的一個方面，本申請提供了一種正極材料，其中所述正極材料具有層狀結構，所述層狀結構包括含原子簇的條帶狀結構。

根據本申請的實施例，所述層狀結構中相鄰兩層之間包含元素M1，所述元素M1選自Y和Ca中的至少一種，并且所述層狀結構包含元素M2，所述元素M2選自La、Ho、Zr、Sc、W、Ce、Mo、Nb、Hf、Zn或Ti中的至少兩種。

根據本申請的實施例，所述條帶狀結構中相鄰兩層之間包含元素M1。

根據本申請的實施例，所述原子簇包括所述元素M2。

根據本申請的實施例，相鄰兩個條帶狀結構之間的間距為0.5nm至0.75nm，所述條帶狀結構的總厚度與各條帶狀結構之間的間距之和不大于10nm。

在一些實施例中，相鄰兩層條帶狀結構之間的間距為0.55nm至0.7nm。在一些實施例中，相鄰兩層條帶狀結構之間的間距為約0.55nm、約0.60nm、約0.65nm、約0.70nm或這些數值中任意兩者組成的范圍。

在一些實施例中，所述條帶狀結構的總厚度與各條帶狀結構之間的間距之和不大于8nm。在一些實施例中，所述條帶狀結構的總厚度與各條帶狀結構之間的間距之和不大于5nm。在一些實施例中，所述條帶狀結構的總厚度與各條帶狀結構之間的間距之和為約3nm、約4nm、約5nm、約6nm、約7nm、約8nm、約9nm、約10nm或這些數值中任意兩者組成的范圍。

根據本申請的實施例，基于所述正極材料的總重量，所述元素M1的含量在0.08wt％至0.5wt％的范圍內，所述元素M2的含量在0.04wt％至0.5wt％的范圍內。

在一些實施例中，基于所述正極材料的總重量，所述元素M1的含量在約0.1wt％至約0.5wt％的范圍內。在一些實施例中，基于所述正極材料的總重量，所述元素M1的含量為約0.08wt％、約0.10wt％、約0.12wt％、約0.15wt％、約0.18wt％、約0.2wt％、約0.25wt％、約0.3wt％、約0.35wt％、約0.4wt％或這些數值中任意兩者組成的范圍。