本發(fā)明屬于正極材料，尤其涉及正極材料及電池。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池具有能量密度高、安全性能好、循環(huán)壽命長并且環(huán)境友好而被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域。正極材料的發(fā)展相較于大容量負(fù)極材料(約800-1000mah/g)的開發(fā)卻較為緩慢。因此，目前研究人員將提高鋰離子電池能量密度的注意力集中在了開發(fā)大容量和高電壓正極材料上。

2、隨著正極材料中容量的增加，不可避免地會(huì)造成熱穩(wěn)定性降低、長循環(huán)穩(wěn)定性難以保持等問題。因此，如何提升正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提升鋰離子擴(kuò)散性能，提升正極材料的倍率性能和循環(huán)性能是目前急需解決的問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N正極材料及電池，本申請(qǐng)的正極材料具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以提升鋰離子擴(kuò)散性能，提升正極材料的倍率性能和循環(huán)性能。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N正極材料，所述正極材料包括二次顆粒，所述二次顆粒包括多個(gè)一次顆粒；

3、通過掃描電鏡在5k放大倍數(shù)下測得所述二次顆粒的sem切面圖像，在所述二次顆粒的sem切面圖像中，徑向尺寸≥1μm的一次顆粒的平均數(shù)量占比為l％，孔隙的面積的平均占比為p％，50≤l≤70，17≤p≤23。

4、在一些實(shí)施方式中，0.3≤p/l≤0.4。

5、在一些實(shí)施方式中，在所述正極材料二次顆粒的sem切面圖像內(nèi)，徑向尺寸≥1μm的一次顆粒數(shù)量為n1，一次顆?？倲?shù)量為n0，其中，130≤n0≤190，70≤n1≤120。

6、在一些實(shí)施方式中，所述一次顆粒的平均粒徑為0.5μm～4μm。

7、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料的化學(xué)通式為linnixcoymzteo2，其中0.95≤n≤1.6，0.8≤x＜1，0＜y+z≤0.2，x+y+z+e＝1，0≤e≤0.003，其中，m為mn和/或al，t元素為金屬元素和/或非金屬元素。

8、在一些實(shí)施方式中，所述t元素包括al、mg、sr、ca、ti、la、w、nb、y、gd、b、p、n的至少一種。

9、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料中的t元素的質(zhì)量百分含量為0～3000ppm。

10、在一些實(shí)施方式中，利用xrd射線測定所述正極材料，所述正極材料的003衍射峰的半峰寬為0.127～0.174，所述正極材料的003衍射峰和104衍射峰的峰強(qiáng)度比值i003/i104為1.6～1.8。

11、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料還包括位于所述二次顆粒至少部分表面的包覆物，所述包覆物為limtaob，0≤m<0.5，0<a<0.002，0<b≤2。

12、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料的比表面積為0.32m2/g～0.74m2/g。

13、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料的振實(shí)密度為2.2g/cm3～2.9g/cm3。

14、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料的體積分布中值粒徑d50為8μm～13μm。

15、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料在20mpa加壓下的粉體電導(dǎo)率為0.002s/cm～0.03s/cm。

16、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料的鋰離子擴(kuò)散速率為d?cm2/s，10-12≤d≤10-8。

17、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料的吸油值為q?ml/100g，12≤q≤18。

18、在一些實(shí)施方式中，所述正極材料的表面殘堿的質(zhì)量百分含量為0.04wt％～0.16wt％。

19、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電池，所述電池包括正極材料。

20、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備如下有益效果：

21、在本申請(qǐng)中，正極材料包括二次顆粒，所述二次顆粒包括多個(gè)一次顆粒，一次顆粒包括徑向尺寸較小(＜1μm)的納米級(jí)一次顆粒和徑向尺寸較大(≥1μm)的微米級(jí)一次顆粒，其中，微米級(jí)一次顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好，在循環(huán)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力能夠通過微米級(jí)一次顆粒在二次顆粒的徑向上得到更好的釋放，有利于維持二次顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提升正極材料的安全性。納米級(jí)一次顆粒的尺寸較小，鋰離子在納米級(jí)一次顆粒間的傳輸效率更高，在充放電過程中，有利于提高正極材料的倍率性能；但是過多的納米級(jí)一次顆粒會(huì)導(dǎo)致二次顆粒內(nèi)的晶界數(shù)量增加，導(dǎo)致正極材料的阻抗增大，不利于正極材料的倍率性能及循環(huán)性能的發(fā)揮。因此，本申請(qǐng)控制正極材料的二次顆粒中徑向尺寸≥1μm的一次顆粒的數(shù)量占比l在50％～70％之間，納米級(jí)一次顆粒與微米級(jí)一次顆粒的配合作用下，可以提高二次顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)提高鋰離子擴(kuò)散效率。同時(shí)協(xié)同控制二次顆粒內(nèi)的孔隙面積占比p在17％～23％之間，使得正極材料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，減少二次顆粒在極片輥壓過程中的顆粒破裂，減少正極材料與電解液的副反應(yīng)發(fā)生，進(jìn)而減少正極材料制備的電池產(chǎn)氣現(xiàn)象。同時(shí)，適量的孔隙還能夠提供更多的鋰離子傳輸通道，降低鋰離子的傳輸距離，提高鋰離子傳輸效率。因此，本申請(qǐng)協(xié)同控制正極材料的p值和微米級(jí)一次顆粒的數(shù)量占比l為50％～70％之間，正極材料具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以提升鋰離子擴(kuò)散性能，提升正極材料的倍率性能和循環(huán)性能。

技術(shù)特征：

1.一種正極材料，其特征在于，所述正極材料包括二次顆粒，所述二次顆粒包括多個(gè)一次顆粒；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料滿足0.3≤p/l≤0.4。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，在所述二次顆粒的sem切面圖像內(nèi)，徑向尺寸≥1μm的一次顆粒數(shù)量為n1，一次顆?？倲?shù)量為n0，其中，130≤n0≤190，70≤n1≤120；和/或，所述一次顆粒的平均粒徑為0.5μm～4μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的化學(xué)通式為linnixcoymzteo2，其中0.95≤n≤1.6，0.8≤x＜1，0＜y+z≤0.2，x+y+z+e＝1，0≤e≤0.003，其中，m元素為mn和/或al，t元素為金屬元素和/或非金屬元素。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的正極材料，其特征在于，其滿足以下技術(shù)特征中的至少一種：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，利用xrd射線測定所述正極材料，所述正極材料的003衍射峰的半峰寬為0.127～0.174，所述正極材料的003衍射峰和104衍射峰的峰強(qiáng)度比值i003/i104為1.6～1.8。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料還包括位于所述二次顆粒至少部分表面的包覆物，所述包覆物為limtaob，0≤m<0.5，0<a<0.002，0<b≤2。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料滿足以下特征中的至少一種：

9.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料滿足以下特征中的至少一種：

10.一種電池，其特征在于，所述電池包括權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)的正極材料。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及正極材料及電池，所述正極材料包括二次顆粒，所述二次顆粒包括多個(gè)一次顆粒；通過掃描電鏡在5K放大倍數(shù)下測得所述二次顆粒的SEM切面圖像，在所述二次顆粒的SEM切面圖像中，徑向尺寸≥1μm的一次顆粒的平均數(shù)量占比為L％，孔隙的面積的平均占比為P％，50≤L≤70，17≤P≤23。本申請(qǐng)的正極材料能夠縮短鋰離子傳輸路徑，有助于充分釋放應(yīng)力，提高正極材料的倍率性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：梁穩(wěn)杰,胡健,葛兵,宋雄,羅亮,楊順毅,黃友元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貝特瑞（江蘇）新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7