[發(fā)明專利]正極活性材料、其制備方法、電化學(xué)裝置和電子設(shè)備

在審

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• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114927693A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莫方杰;朱呈嶺;楊元嬰;閆永思;李昊;楊文龍;孫化雨
• 申請（專利權(quán)）人: 遠(yuǎn)景動力技術(shù)（江蘇）有限公司;遠(yuǎn)景睿泰動力技術(shù)（上海）有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

1.一種正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料包括三元材料內(nèi)核和包覆在所述三元材料內(nèi)核表面的鈦化合物，所述三元材料內(nèi)核中包括鋯元素和鍶元素；

以所述正極活性材料中金屬元素的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述正極活性材料中鋯元素的總含量為1400ppm至2200ppm，所述正極活性材料中鍶元素的總含量為200ppm至800ppm，所述鈦化合物中鈦元素的含量為500ppm至1000ppm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述鈦元素沿所述正極活性材料的表面向內(nèi)分布的深度為140nm至560nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的粒徑D50為2μm至6μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料滿足以下條件(a)至(d)中的任意一個：

(a)所述鈦化合物包括氧化鈦；

(b)所述三元材料內(nèi)核中還包括鈦元素；

(c)所述三元材料內(nèi)核和所述鈦化合物之間還包括氧化鋯和/或氧化鍶；

(d)所述正極活性材料的表面包括游離鋰，以所述正極活性材料中金屬元素的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述游離鋰的含量為350ppm至1150ppm。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將三元材料前驅(qū)體、鋰源、鋯源和鍶源混合，在920℃至975℃下進(jìn)行一次燒結(jié)，得到第一產(chǎn)物；

(2)將所述第一產(chǎn)物和鈦源混合，在150℃至400℃進(jìn)行二次燒結(jié)，得到所述正極活性材料；

其中，以所述三元材料前驅(qū)體、鋰源、鋯源、鍶源和鈦源中的金屬元素的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述鋯源中的鋯元素的含量為2000ppm至3000ppm，所述鍶源中的鍶元素的含量為300ppm至1000ppm，所述鈦源中的鈦元素的含量為800ppm至1500ppm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述一次燒結(jié)滿足以下條件(e)至(g)中的任意一個：

(e)所述一次的燒結(jié)的溫度為930℃至975℃；

(f)所述一次燒結(jié)的時間為12h至24h；

(g)所述一次燒結(jié)的氣氛包括氧氣，以所述氣氛的總體積為基準(zhǔn)，所述氧氣的體積含量大于等于80％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述二次燒結(jié)滿足以下條件(h)至(j)中的任意一個：

(h)所述二次燒結(jié)的溫度為200℃至400℃；

(i)所述二次燒結(jié)的時間為4h至10h；

(j)所述二次燒結(jié)的氣氛包括氧氣，以所述氣氛的總體積為基準(zhǔn)，所述氧氣的體積含量大于等于80％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述三元材料前驅(qū)體、鋯源、鍶源和鈦源滿足以下條件(k)至(n)中的任意一個：

(k)所述三元材料前驅(qū)體的化學(xué)式為Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂，其中0.56≤x≤0.60，0.09≤y≤0.13；

(l)所述鋯源包括氧化鋯；

(m)所述鍶源包括氧化鍶；

(n)所述鈦源包括鈦酸。

9.一種電化學(xué)裝置，其特征在于，所述電化學(xué)裝置的正極中包括根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的正極活性材料。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備中包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的電化學(xué)裝置。