一种正极活性材料及其应用的制作方法

本发明涉及一种极片材料，尤其涉及一种正极活性材料及其应用，属于二次电池。

背景技术：

1、随着锂离子电池技术的发展和进步，对其容量提出了越来越高的要求。在锂离子电池的组成中，正极活性材料容量的高低，对锂离子电池的容量起着至关重要的作用。

2、为了提高锂离子电池的容量，目前最常用的方法就是提高其充放电电压。但是随着电压的提高，正极活性材料会出现晶体结构坍塌的现象，进而导致电池出现容量快速衰减和循环性能大幅降低等一系列问题。

3、因此，开发出一种具有高比容量、循环性能好的锂离子电池正极活性材料是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种正极活性材料，该正极活性材料特殊的组成以及晶相结构有助于提升电池的比容量以及循环性能，尤其在高压条件下，依旧能够使电池表现优异。

2、本发明提供一种正极片，该正极片包括上述正极活性材料，因此有助于提升电池的相关电性能。

3、本发明还提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括上述正极片，因此该锂离子电池在比容量和循环性能方面具有优异表现。

4、本发明提供一种正极活性材料，其中，所述正极活性材料包括锂金属氧化物，所述锂金属氧化物具有式1所示的分子式；

5、在x射线衍射图谱中，所述锂金属氧化物为立方晶系的cmca空间群，且具有2θ为17.9°～18.1°的002峰，以及2θ为67.0°～67.5°的131峰；

6、lin-ynayco1-amao2   式1

7、式1中，0.6≤n≤0.8，0＜y≤0.05，0≤a≤0.2；

8、li元素与na元素的摩尔含量之比m1满足：12≤m1≤80；

9、其中，m为掺杂元素。

10、如上所述的正极活性材料，其中，所述的锂金属氧化物具有式2所示的分子式；

11、lin-ynayco1-a1-a2m1a1m2a2o2   式2

12、式2中，0＜a1≤0.1，0≤a2≤0.1，a1+a2＝a；

13、其中，m1选自te、w、al、b、p和k中的至少一种；m2为不同于m1的掺杂元素。

14、如上所述的正极活性材料，其中，所述正极活性材料由包括所述锂金属氧化物的基体颗粒和覆盖所述基体颗粒至少部分表面的包覆层构成。

15、如上所述的正极活性材料，其中，所述正极活性材料在截止电压为3.0～3.6v且soc为零时，0.7≤n≤1.0，且li元素与na元素的摩尔含量之比m2满足：16≤m2≤93。

16、如上所述的正极活性材料，其中m2-m1＞3。

17、如上所述的正极活性材料，其中，所述正极活性材料的中值粒径为12μm～20μm。

18、本发明提供一种正极片，其中，所述正极片包括如上所述的正极活性材料。

19、如上所述的正极片，其中，所述正极片包括集流体、安全层以及正极活性层；

20、其中，所述安全层夹设在所述集流体和正极活性层之间，所述正极活性层包括所述正极活性材料。

21、如上所述的正极片，其中，所述正极活性层的压实密度大于等于3.5g/cm3。

22、本发明提供一种锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括如上所述的正极片。

23、本发明的正极活性材料具有特殊晶相结构和化学组成，其在应用于电池中后，电池的循环性能和克容量得到显著提升，即使在4.5v及以上的高压条件下，使用该正极活性材料的电池依旧能够保持相关电性能的优异表现，不会发生由于正极活性材料耐压性差而出现结构坍塌的问题。

技术特征：

1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括锂金属氧化物，所述锂金属氧化物具有式1所示的分子式；

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述的锂金属氧化物具有式2所示的分子式；

3.根据权利要求1或2所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料由包括所述锂金属氧化物的基体颗粒和覆盖所述基体颗粒至少部分表面的包覆层构成。

4.根据权利要求1或2所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料在截止电压为3.0～3.6v且soc为零时，0.7≤n≤1.0，且li元素与na元素的摩尔含量之比m2满足：16≤m2≤93。

5.根据权利要求4所述的正极活性材料，其特征在于，m2-m1＞3。

6.根据权利要求1或2所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的中值粒径为12μm～20μm。

7.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括权利要求1-6任一项所述的正极活性材料。

8.根据权利要求7所述的正极片，其特征在于，所述正极片包括集流体、安全层以及正极活性层；

9.根据权利要求8所述的正极片，其特征在于，所述正极活性层的压实密度大于等于3.5g/cm3。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求7-9任一项所述的正极片。

技术总结
本发明提供一种正极活性材料及其应用。本发明的正极活性材料包括金属氧化物，所述锂金属氧化物具有式1所示的分子式；在X射线衍射图谱中，所述锂金属氧化物为立方晶系的Cmca空间群，且具有2θ为17.9°～18.1°的002峰，以及2θ为67.0°～67.5°的131峰；Li<subgt;n‑y</subgt;Na<subgt;y</subgt;Co<subgt;1‑a</subgt;M<subgt;a</subgt;O<subgt;2</subgt;，式1，式1中，0.6≤n≤0.8，0＜y≤0.05，0≤a≤0.2；Li元素与Na元素的摩尔含量之比m1满足：12≤m1≤80；其中，M为掺杂元素。该正极活性材料特殊的组成以及晶相结构有助于提升电池的比容量以及循环性能，尤其在高压条件下，依旧能够使电池表现优异。

技术研发人员：曾家江,夏定国,李素丽
受保护的技术使用者：珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11