[發(fā)明專利]正極活性材料及其制備方法、正極極片、二次電池和電子設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211035114.0
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115440981A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設計）人: 陳德賢;王慧敏;李琪;呂菲;徐寧
• 申請（專利權）人: 天津巴莫科技有限責任公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京華進京聯(lián)知識產(chǎn)權代理有限公司 11606
• 代理人: 王賽

本申請?zhí)峁┮环N正極活性材料及其制備方法、正極極片、二次電池和電子設備，正極活性材料包括：氟摻雜的三元正極材料基體；和覆于氟摻雜的三元正極材料基體的至少部分表面的包覆結構，其中，包覆結構包括靠近氟摻雜的三元正極材料基體表面的富鋁內(nèi)包覆層和遠離氟摻雜的三元正極材料基體表面的富鈦外包覆層。本申請?zhí)峁┑恼龢O活性材料能夠提升二次電池的結構穩(wěn)定性及循環(huán)性能。

技術領域

本申請涉及電化學技術領域，特別是涉及一種正極活性材料及其制備方法、正極極片、二次電池和電子設備。

背景技術

以鋰離子電池為代表的二次電池具有工作電壓高、能量密度高、安全性好和無記憶效應等優(yōu)點，已在便攜式電子設備、電動汽車和混合動力汽車等領域獲得了巨大的成功。目前，在傳統(tǒng)的二次電池中，鎳鈷錳等三元材料因具有較高的容量和能量密度等優(yōu)勢而被廣泛應用于正極材料，但是包含鎳鈷錳等三元正極材料的二次電池在進行深度充放電時的結構穩(wěn)定性較差，導致其循環(huán)性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本申請?zhí)峁┮环N正極活性材料及其制備方法、正極極片、二次電池和電子設備，旨在提升二次電池的結構穩(wěn)定性及循環(huán)性能。

本申請的第一個方面提供了一種正極活性材料，包括：

氟摻雜的三元正極材料基體；和

覆于氟摻雜的三元正極材料基體的至少部分表面的包覆結構，其中，包覆結構包括相對靠近氟摻雜的三元正極材料基體表面的富鋁內(nèi)包覆層和相對遠離氟摻雜的三元正極材料基體表面的富鈦外包覆層。

根據(jù)本申請第一方面的任一實施方式，所述正極活性材料滿足如下條件(1)至(2)中的至少一個：

(1)所述氟摻雜的三元正極材料基體包括過渡區(qū)，所述過渡區(qū)分布于所述氟摻雜的三元正極材料基體的靠近所述包覆結構的淺表層，所述過渡區(qū)內(nèi)包含AlF₃；

(2)所述包覆結構還包括過渡層，所述過渡層位于所述富鋁內(nèi)包覆層和所述富鈦外包覆層之間，所述過渡層內(nèi)分布有Li-Al-O-Ti固溶體結構。

根據(jù)本申請第一方面的任一實施方式，正極活性材料滿足如下條件(1)至(4)中的至少一個：

(1)正極活性材料的粒子的平均粒徑為3μm～15μm；

(2)氟摻雜的三元正極材料基體的粒子的平均粒徑為3μm～15μm；

(3)富鋁內(nèi)包覆層的厚度為5nm～100nm；

(4)富鈦外包覆層的厚度為5nm～100nm。

根據(jù)本申請第一方面的任一實施方式，所述正極活性材料滿足如下條件(1)至(3)中的至少一個：

(1)氟摻雜的三元正極材料基體的分子式為LiNi_xCo_yMn_1-x-yO_2-zF_z，其中，0.33≤x0.95，0.05y≤0.77，0＜z1；

(2)基于正極活性材料的總質(zhì)量，富鋁內(nèi)包覆層中鋁元素的質(zhì)量百分含量為0.002％～20％；

(3)基于正極活性材料的總質(zhì)量，富鈦外包覆層中鈦元素的質(zhì)量百分含量為0.002％～20％。

本申請的第二方面提供了一種正極活性材料的制備方法，包括：

提供含氟三元前驅(qū)體的溶膠；

對含氟三元前驅(qū)體的溶膠與鋰鹽進行混合處理，進行一次燒結處理，得到氟摻雜的三元正極材料基體；